。分段34b始于编码分段38终止处的相同的径向射线。编码分段可以是不对称的，如图1所示，或对称的，诸如图5的编码分段。编码分段的不对称方位可便于在底板120上在不被编码轮的非编码分段部分阻挡的位置放置冗余传感器。
[0025]编码轮40包括具有齿42的齿轮41和具有齿(未图示)的小齿轮。小齿轮安装于编码轮40的底侧上，并且在图中未示出。编码轮40具有内环47和外环39，内环47具有编码分段44，外环39具有编码分段38。编码分段44和48从编码轮40的顶表面延伸到轮40的底表面。编码分段48包括连续的弧形分段，其占据外环49的二分之一。编码分段44被分成两个弧形分段，分段44a和分段44b，它们中的每一个占据内环的四分之一并且彼此等距间隔开。分段44a始于与编码分段48相同的径向射线。分段44b始于分段38终止处的相同径向射线。
[0026]在本实施例中，编码轮50、70、90和110与编码轮30相同，编码轮60、80和100与编码轮40相同。然而，这些编码轮中的任一个编码轮不必与任何其它的编码轮相同。当使用术语“内环”或“多个内环”时，表示的是编码轮30至110中的每一个的内环37、47、57、67、87、97、107和117。仅仅定时轮20和编码轮30和40的内环实际上在图1中编号。当使用术语“外环”或“多个外环”时，表示的是编码轮30至110中每一个的外环39、49、59、69、79、89、99、109和119。仅仅编码轮30和40的外环实际上在图1中编号。当使用术语“编码分段”或“多个编码分段”时，表示的是定时轮20和编码轮30至110中每一个编码轮的编码分段24、34、38、44、48、54、58、64、68、74、78、84、88、94、98、104、108、114和 118。仅仅定时轮20和编码轮30、40的编码分段实际上在图1中编号。此外，定时标记28可被视作“编码分段”。通过定时标记28所产生的数据可用于确定位置和/或速度。同样，由其它编码分段所产生的数据可用于确定位置和/或速度。
[0027]输入轮10的齿轮11与定时轮20的小齿轮25啮合。定时轮20的齿轮21与编码轮30的齿轮31啮合。编码轮30的小齿轮35与编码轮40的齿轮41啮合。编码轮40的小齿轮45与中间小齿轮180啮合。中间小齿轮180与编码轮50的齿轮51啮合。编码轮50的小齿轮55与编码轮60的齿轮61啮合。编码轮60的小齿轮65与中间小齿轮180啮合。中间小齿轮180与编码轮70的齿轮71啮合。编码轮70的小齿轮75与编码轮80的齿轮81啮合。编码轮80的小齿轮85与中间小齿轮180啮合。中间小齿轮180与编码轮90的齿轮91啮合。编码轮90的小齿轮95与编码轮100的齿轮101啮合。编码轮100的小齿轮105与中间小齿轮180啮合。中间小齿轮180与编码轮110的齿轮111啮合。
[0028]如在图3中可见，输入轮10和编码轮40、60、80和100的齿轮处于与定时轮20和编码轮30、50、70、90和110的小齿轮相同的平面中。编码轮40、60、80和100的小齿轮处于与定时轮20和编码轮30、50、70、90和110的齿轮相同的平面中。
[0029]光线防派罩(light splashguard)(未示出)可从底部安装架130和顶部安装架140突出。防溅罩布置于内环与外环之间的部分的或完全的同心环中。例如，对于编码轮30而言，防溅罩布置于内环37与外环39之间。防溅罩可设计成基于定时轮20和编码轮30至110的底表面(一方面)与底部安装架130之间的距离而具有变化的高度。防溅罩提供传感器160之间的挡光板。防溅罩可包括内置于底部安装架130内、内置于编码轮和定时轮20内或内置于底板120和顶板170内的同心环。或者，遮挡件可个别地围绕传感器160形成，或围绕检测器162和发射器164形成。防溅罩可为脊、壁或能够防止不同传感器160之间的串扰的任何其它结构的同心环。
[0030]输入轮10、定时轮20和编码轮30至110的啮合在图1至图4中被示出为处于蜿蜒配置。然而，该配置可被改变以满足不同的编码器设计。例如，当需要将旋转编码器I成形为圆形时，轮可布置成螺旋配置。旋转编码器I的各种形状和轮的各种配置都是可能的。图5示出了在类似的旋转编码器形状内的轮的替代U形配置。
[0031]旋转编码器I也可被设计成分层结构。输入轮10、定时轮20和编码轮30至110在图1至图4中被示出布置于单级中。或者，旋转编码器I可被设计成包括在多级上的轮。在图1中，每个轮被独特地紧固到底部安装架130上。然而，多个轮可安装到单个轮轴上。在一实施例中，编码轮60和70，编码轮50和80，编码轮40和90以及编码轮30和100可分别布置于同一轮轴上。定时轮20和编码轮110可布置于同一轮轴上。对于甚至更窄的旋转编码器，轮40、50、80和90可布置于同一轮轴上，编码轮30、60、70、100和110可布置于同一轮轴上。应了解的是，多种配置和组合是可能的。
[0032]输入轮10、定时轮20和编码轮30至110被示出为正齿轮。然而，轮也可为蜗轮，锥齿轮，人字齿轮、准双曲面齿轮、环形齿轮、齿条和小齿轮，以及螺旋齿轮。旋转编码器I示出了编码轮具有固定旋转的实施例。或者，可实施齿条和小齿轮系统，其中定时轮20和编码轮30至110不具有固定的旋转。
[0033]参看图1至图4所示的特定实施例，不同编码轮的内环和外环定位于距轮的中心相同距离处。例如，内环37和编码分段34距轮30中心的距离与内环47和编码分段44距轮40中心的距离相同，即使在轮40具有更大直径的情况下。因此，齿42和齿36的数目可决定轮40相对于轮30的速度减小。这同样适用于其它轮。然而，不同编码轮的编码分段不必在径向上等距地定位。
[0034]输入轮10的速度由待监控的旋转装置的速度确定。例如，在本实施例中，定时轮20转动得比输入轮10快大约1.34倍。编码轮30以与定时轮20相同的速度转动。编码轮40以编码轮30的速度的四分之一转动。编码轮50以编码轮40的速度的四分之一转动，编码轮40以编码轮30的速度的十六分之一速度转动。这同样适用于其它编码轮，使得编码轮110以编码轮100的速度的四分之一转动，编码轮100以编码轮30的速度的1/65，536转动。在某些情形下，编码轮30将旋转，但不足以造成编码轮110的旋转。在替代实施例中，额外的编码轮可添加到旋转编码器I。额外的编码轮的速度可计算为编码轮30的l/4n(进行如下计数，编码轮30为n=0，编码轮40为n=l，……，编码轮110为n=8，等等)。本发明的特定实施例可包括一个如下的编码轮:其具有较小的比特数目用于最高速度的轮，但允许在轮系传动时随着相对编码轮速度降低而增加每个轮的更高的比特数目。
[0035]可能存在需要改变轮与轮之间的齿数的情况。例如，在编码轮40和60不具有相同齿数的情况下。此外，结合改变齿轮上的齿数，编码分段的径向位置可相对于另一个轮改变，以造成速度减小或增加。
[0036]轮可由任何种材料制成。少数的代表性示例为钢、不锈钢、铝、其它金属、陶瓷、塑料、玻璃和覆有金属的塑料。可使用本领域已知的用于齿轮的任何材料。这些轮可全部由相同的组合物制成，或者轮与轮之间的组合物可有所不同。
[0037]如参看编码轮80所示，传感器160包括检测器162和发射器164。检测器162和发射器164内置于底板120内。间隙134内置于底部安装架130内，以防止遮住检测器162和发射器164。关于发射器164和检测器162，可经由半导体制造技术，将发射器164和检测器162安装于底板120上以及将发射器164和检测器162插入通过底板120中的孔，从而将发射器164和检测器162制造于底板120内。应了解的是，将发射器164和检测器162紧固到底板120上的任何其它方法也涵盖于本发明内。间隙144(图4)内置于顶部安装架140内且具有与间隙134相同功能。尽管未示出，旋转编码器I也可包括传感器，其包括发射器和检测器，发射器和检测器内置于顶板170的底表面内。对于内置于底板120内的每个检测器162，发射器可直接布置于上方。对于内置于底板120内的每个发射器164，检测器可直接放置于上方。图4所示的顶部安装架140中的间隙144防止顶部安装架140对发射器和检测器的任何阻挡。位于顶板170的底表面上的传感器、检测器和发射器通常与直接位于上方的传感器160、发射器164和检测器162相同。因此，为了便于本文的讨论，与位于底板120上的构件基本上类似的位于顶板170上的任何相应构件，尽管未在图中示出，但是将赋予加上引号C )标记的相同的附图标记(例如，检测器160和检测器160’)。
[0038]所示的实施例包括传感器160、161、163和165。传感器161对应于定时轮20和编码轮30至110的内环。传感器163和165对应于编码轮30至110的外环。传感器160’、161’、163’和165’分别直接放置于传感器160、161、163和165上方。传感器163和165可放置成以大约90度的径向角度间隔开。在编码轮30、60、70、100和110中，传感器161可平分传感器163与165之间的角度。在编码轮40、50、80和90中，传感器161和163可以以大约45度的径向角度间隔开，传感器161和165可以以大约135度的径向角度间隔开。传感器161、163、165和169仅关于编码轮80和100以及定时轮20编号。每个传感器161、163和165包括发射器164和检测器162。每个传感器161’、163’和165’包括发射器164’和检测器162’。
[0039]传感器160/160’包括发射器164/164’和检测器162/162’，并且可被描述为一组传感器对或双组传感器。这同样适用于传感器160/160’和160’ /160〃的具体形式(S卩，传感器161、161’、163、163’、165、165’、169和169’)。作为将发射器164和检测器162视为一对且将发射器164’和检测器162’视为相对的第二对的替代，发射器164和检测器162’可被视作一对，发射器164’和检测器162可被视作并行的第二对。但是无论如何认为，第二对可提供重复检测。这种冗余性使得旋转编码器I能够高度地容错。例如，如果一个这样的对出现故障，那么旋转编码器I仍可操作。根据哪个传感器或传感器构件可能已出现故障(若存在)，编码器也可利用促动的多个传感器而操作。
[0040]在一特定实施例中，传感器160的发射器164和检测器162的位置是给予传感器160 (和相应传感器160’)可能最宽的和最对称的放置公差的位置。在比特值再次改变之前，对于传感器而言，代码值改变的位置在顺时针(CW)方向与逆时针(CCW)方向留有相同的空间。这个方法在图1中示出。在一特定实施例中，这导致不对称的传感器放置和代码变化点的相应不对称性。
[0041]在一替代实施例中，发射器164可相对于检测器162偏移。然后可比较所得到的第一编码值和偏移编码值，以确保两个值之间的算术差相同。如果算术差不相同，则可由下述的自测试来查找这个问题。
[0042]在任一实施例中，只要这种放置在V比特防止间隙逻辑(ant1-backlash logic)的界限内且在构件的可容许的机械公差的界限内，那么所产生的代码将是相同的。
[0043]在一替代实施例中，传感器161、163和165可各具有单个发射器,相应