位置测量装置的制造方法_2

文档序号:8280371阅读:来源:国知局
的沿着测量方向X变化的扩展的非周期性结构。这种代码轨迹可以例如借助于伪随机代码(“伪随机码”或者PRC)生成。
[0028]这里然而存在这个问题,具有绝对编码的这种代码轨迹的长度受限。即,用基于PRC-序列或类似的代码的测量具体设备仅限制的测量区域绝对可编码。
[0029]为了克服这样的长度限制,沿着测量方向多个代码轨迹一个接一个步骤,其中它通常分别具有相同的长度和相同代码结构。即,单个代码轨迹分别由一致的顺序的代码元件组成。
[0030]为了通过扫描这样的测量具体设备可以生产具有绝对位置信息的位置测量值,要求,在扫描测量具体设备时可确定,多个一个接一个布置的(一致的)代码轨迹中的哪个分别当前由所属的扫描单元扫描。根据图1A附加编码2用于此,该附加编码定义多个沿着测量方向X 一个接一个布置的编码状态21,22。
[0031]为定义这个编码状态附加编码2具有多个(当前六个)分别沿着测量方向X延展和横向于测量方向(沿着由测量具体设备I展开的测量面)并排布置的部分轨迹210,220,230,240,250 和 260。
[0032]在实施例中附加编码2作为磁编码实施。部分轨迹210到260的每个与此相应作为磁部分轨迹实施,其中沿着测量方向X相应部分轨迹210到260的磁化(通过磁化方向的改变)可以在两个可能磁化之间转换(二进制磁编码)。二进制编码可以例如作为格雷码实施。
[0033]为扫描附加编码2 (具有实施例中的二进制磁编码)磁传感器,例如霍尔传感器或AMR, PMR或者GMR传感器,可以设置为扫描单元的组件。通常来说对附加编码2分配的扫描单元如此实施,以此以已知方式实现磁编码的扫描。
[0034]附加编码2在每个位置Xi上在测量方向X上定义确定编码状态。这在图1A示出的磁编码的情况下通过单个部分轨迹210,220,230,240,250,260的磁化的方向在有关位置Xi上在测量方向X给出。在六个并排布置的部分轨迹210到260 (其作为二进制磁编码可分别具有两个不同磁化)的情况下,可产生总共26=64个不同编码状态。
[0035]通常对于通过m个平行延展的部分轨迹形成的附加编码适合的是(所述部分轨迹分别具有二进制编码(如相应两个可能的不同的磁化方向)),可以此产生最大2-个不同编码状态。因此基本上可以2m (具体来说在实施例中以m=6总共64个)沿着测量方向X —个接一个布置的代码轨迹彼此不同,其方式为对代码轨迹的每个分配附加编码的总共2m编码状态之一。
[0036]如下面根据图3和4所示,当同时应排除关于代码轨迹附加编码的可能的偏移导致的误差时,当然实际上稍微更少代码轨迹根据附加编码的编码状态可区别。
[0037]特别在图1A的截面的情况下部分轨迹210的磁化在以箭头W标识的变换位置上从第一磁化211变换到第二磁化212。所有其余部分轨迹220,230,240,250和260具有与此相对在附加编码2的在图1A中示出的截面中分别普通的不变的磁化221或者231,241,251 或 261。
[0038]与此相应地附加编码2在图1A中示出的截面中沿着测量方向X占有变换位置W两侧的两个不同编码状态21和22。
[0039]通过磁化的(二进制)变化附加编码2的另外的部分轨迹220,230,240,250,260也可产生相应多个不同编码状态,即总共26=64不同编码状态。
[0040]如尤其是根据具有截面表示的图1A的概览在图1B中清楚的是,测量具体设备I与附加编码2重叠。即,测量具体设备I和附加编码2沿着方向z与由测量具体设备I展开的测量面(在实施例中xy平面)侧面地相加地布置。
[0041]在此指的是完全重叠,因为每个局部垂直于测量面(xy平面),也就是沿着z轴延伸的直线(其切割测量具体设备I)同时还切割附加编码2。代替这个完全重叠备选地还可以根据特殊场合中的要求,设置测量具体设备I和附加编码2之间的仅部分重叠。
[0042]根据图1B进一步清楚的是,测量具体设备I和附加编码2当前在公共载体T上布置,其中载体可以例如是钢带并且(单件地)沿着测量具体设备I在测量方向X上的总扩展可以延伸。在具有大约13mm的宽度(在y_方向上的扩展)的通用的钢带的情况下附加编码2的单个部分轨迹210,220,230,240,250,260可以分别延伸直到2mm。
[0043]备选地可以设置多个单独载体,其在测量方向X上扩展分别仅对应于测量具体设备I在这个方向上扩展的部分并且为形成测量具体设备I (以及所属的附加编码2)而彼此相连。
[0044]此外根据图1A可知,在实施例中对(绝对编码的)测量具体设备I (可选地)附加地还设置增量划分3,增量划分在第一旁边沿着测量方向X延展和同样与附加编码2重叠。增量划分3在此(同样如测量具体设备I)作为光电可扫描测量划分实施;并且增量划分包括具有位于其间的空隙32的沿着测量方向X周期性一个接一个布置的划分线条31。
[0045]因为测量具体设备I和附加编码2当前根据不同物理扫描原理扫描,即一方面借助于光电扫描原理并且另一方面根据磁扫描原理,为了扫描一方面测量具体设备I和另一方面附加编码2使用不同扫描单元,扫描单元分别根据设置用于扫描相应测量划分I或2的扫描原理工作。在通过借助于各自所属的扫描单元扫描测量具体设备I以及附加编码2的位置测量的情况下关于测量具体设备I和附加编码2两个扫描单元的相对运动必须这样的协调,通过扫描附加编码2分别可得到,测量具体设备I (其由多个沿着测量方向X —个接一个布置的代码轨迹组成)的哪个区域当前在扫描时检测。对此尤其可以规定,如以扫描头的形式两个扫描单元结合到扫描装置。
[0046]在实施例中特别扫描头的形式的这种扫描装置4 (用扫描装置可以扫描测量具体设备I以及与其重叠的附加编码2)在图1A和IB中分别以示意的方式来表示。
[0047]扫描装置4包括两个扫描单元41,42,其中扫描单元41用于扫描测量具体设备1,尤其是每个测量具体设备的一个接一个布置的代码轨迹并且其中其他扫描单元42设置用于扫描附加编码2。第一扫描单元41此外还用于扫描在测量具体设备I旁边布置的增量划分3。
[0048]两个扫描单元41,42如此结合到扫描装置4或者特别结合到扫描头,使得它们在运行中共同地沿着测量方向X相对测量具体设备I和附加编码2运动。每个相对运动的方向在扫描单元4上通过相应双箭头P示出。
[0049]两个扫描单元41,42在此为了扫描一方面测量具体设备I和另一方面附加编码2根据不同物理扫描原理实施。在实施例中第一扫描单兀41设置用于根据光电扫描原理扫描测量具体设备I;并且另外的扫描单元42配备用于根据磁扫描原理扫描附加编码2。
[0050]第一扫描单元41包括用于扫描测量具体设备I的一个接一个布置的代码轨迹的(光电)探测器411。此外设置相应探测器412用于扫描增量划分3。
[0051]另外的扫描单元42包括用于扫描附加编码2的磁探测器421到426。在此在实施例中附加编码2的部分轨迹210,220,230,240,250和260的每个分别分配相应探测器421,422,423,424,425或者426到另外的扫描单元42。
[0052]图2示意性示出通过利用测量具体设备的根据图1A和IB解释的测量原理的可能的使用,该测量具体设备包括多个一个接一个布置的代码轨迹并且与附加编码重叠。
[0053]在图2中在此为了清楚起见测量具体设备I和附加编码2空间并排表示。但是实际上这两个测量划分1,2应重叠,如在图1A和IB示出以及根据这些图上面所述。
[0054]根据图2那里的测量具体设备I通过多个一个接一个布置的代码轨迹la,lb, Ic形成。代码轨迹分别具有同样长度I以及一致的基础结构。即,在测量方向X上一个接一个布置的代码轨迹la,lb,lc的每个分别具有相同顺序的代码元件,其中在光电可扫描代码轨迹的示例中这种顺序的代码元件11,12的截面在图1A中示出。
[0055]与此相应的可以以代码轨迹la,lb, Ic的每个在测量方向x上定义总共η个可不同的位置(Pi=0,l,2,...,n-l)。
[0056]如果测量具体设备I (其由多个一个接一个布置的,一致的代码轨迹la,lb, Ic组成)不考虑附加编码2来扫描,则分配的扫描单元(其检测例如正好位置Pi=l)可以不区分,在此指的是在第一代码轨迹Ia中的相应位置,第二代码轨迹Ib中的相应位置或第三代码轨迹Ic中的相应位置等等。因此可不产生绝对位置信息,而是相反地仅仅确定,对测量具体设备I分配的扫描单元当前正好检测任何一个接一个布置的代码轨迹la,lb, Ic上确定位置Pi。
[0057]借助于根据图1A和IB描述,与测量具体设备I的代码轨迹la,lb
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