エンベデッドシステムスペシャリスト 2013年 午前2 問14
問題文
位置決めセンサに用いるインクリメンタルエンコーダの特徴はどれか。
選択肢
ア:回転方向を知るために出力信号が2相になっている。(正解)
イ:機械的位置の絶対値をアナログ値で出力する。
ウ:機械的位置の変化量をアナログ値で出力する。
エ:内部に機械的位置の絶対値を保持する機能を備えている。
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インクリメンタルエンコーダ【午前2解説】
正解の理由
インクリメンタルエンコーダは、回転や移動に応じてパルス信号を出力し、そのパルス数から位置の変化量を求めるセンサです。
回転方向を判別するため、通常は位相が少しずれた2相の信号を出力します。どちらの相が先に変化するかによって、正転か逆転かを判断できます。この特徴を説明しているのはアです。
解法ステップ
- 「インクリメンタル」は、位置の絶対値ではなく、移動や回転による変化量を扱う方式だと捉えます。
- 変化量は、出力されたパルスを数えて求めます。
- 2相の信号の位相差を使うことで、パルス数だけでなく回転方向も判別できます。
- したがって、2相出力で回転方向を知るというアが適切です。
選択肢別の誤答解説
- ア:正しいです。2相の信号の位相関係から、回転方向を判別できます。
- イ:誤りです。インクリメンタルエンコーダは、機械的位置の絶対値をアナログ値で出力する方式ではありません。位置の変化をパルス数で表します。
- ウ:誤りです。変化量を扱う点は近いですが、出力はアナログ値ではなくパルス信号です。
- エ:誤りです。機械的位置の絶対値を内部に保持する方式ではありません。電源を切ると、それまでの位置情報を失う場合があり、再び位置を把握するには原点復帰が必要になることがあります。
よくある誤解
- 「変化量を出力する」ならアナログ値だと思う
インクリメンタルエンコーダでは、変化量をパルス数として表します。アナログ値を出力するとは限りません。 - 2相信号は、位置を絶対値で表すためのものだと思う
2相信号の主な役割は、位相の進み方を利用して回転方向を判別することです。 - 電源を切っても現在位置が分かると思う
インクリメンタル方式は、パルスを数えて位置を把握するため、電源断後は原点復帰が必要になることがあります。
補足コラム
インクリメンタルエンコーダでは、出力パルスを数えることで移動量を求めます。例えば、1回転あたりのパルス数が分かっていれば、回転数や回転角度を計算できます。
これに対し、絶対位置をコードとして出力する方式はアブソリュートエンコーダです。電源を切った後も位置を読み取れる点が、インクリメンタル方式との大きな違いです。
FAQ
Q. 2相信号の位相差から、どうやって方向を判別しますか?
A. 一方の信号がもう一方より先に変化するかを調べます。先行する信号がどちらかによって、回転方向を判断します。
A. 一方の信号がもう一方より先に変化するかを調べます。先行する信号がどちらかによって、回転方向を判断します。
Q. インクリメンタルエンコーダは位置を測れないのですか?
A. 測れます。ただし、基準位置からのパルス数を数えて位置を求めるため、絶対位置を直接出力する方式とは異なります。
A. 測れます。ただし、基準位置からのパルス数を数えて位置を求めるため、絶対位置を直接出力する方式とは異なります。
関連キーワード: インクリメンタルエンコーダ、アブソリュートエンコーダ、2相パルス、位相差、原点復帰

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