[發明專利]用于測量旋轉的可移動部件的軸向移動的系統和方法

無效

• 申請號: 200910171601.8
• 申請日: 2009-08-28
• 公開（公告）號: CN101660891A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 帕斯卡爾·德比奧勒;艾蒂安·旺達姆
• 申請（專利權）人: S.N.R.魯爾門斯公司
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02;G01R33/07;G01R33/09
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 吳貴明

1.一種用于測量沿軸線A旋轉的可移動部件(1)的軸向移動的 系統，包括：

-磁編碼裝置，包括至少一個環形磁道，并且所述環形磁 道上以相同距離分布的多個南北磁極對(3、4)被磁化，且北 極和南極為具有軸線A的螺旋形；

-用于檢測磁場的裝置，至少包括第一固定磁傳感器(5) 和第二固定磁傳感器(6)，所述第一和第二固定磁傳感器以彼 此相距非零的軸向距離d設置，與所述編碼裝置的外圍磁道徑 向相對并且與所述編碼裝置的外圍磁道相距一讀數距離，并對 由所述編碼裝置感生的磁場的變化敏感；

其特征在于：

-第一傳感器(5)包括：

-第一多個對準敏感元件，所述敏感元件分成至少兩個第 一子組件；以及

-電子電路，設置成用于根據由所述第一子組件發出的信 號而發出在正交的且具有相同幅度的兩個模擬信號SIN1和 COS1；并且

-所述測量系統包括：

-第一空間分辨率倍增器，用于從所述兩個正交的模擬信 號SIN1和COS1產生至少一第一數字信號，所述第一數字信 號的狀態每個磁周期改變N1次，N1是大于或等于4的整數； -計算器，用于根據所述第一數字信號來確定由所述第一 傳感器檢測到的磁場與由所述第二傳感器檢測到的磁場之間

的瞬時角相位移。

2.根據權利要求1所述的測量系統，其特征在于，所述第一空間 分辨率倍增器用來從所述兩個正交的模擬信號SIN1和COS1 產生兩個正交的數字信號，所述數字信號的狀態每個磁周期改 變N1次。

3.根據權利要求1或2所述的測量系統，其特征在于，所述第二 傳感器(4)包括：

-第二多個敏感元件，所述敏感元件被分成至少兩個第二 子組件；以及

-電子電路，被布置成根據所述第二子組件所發出的信號 而發出正交的且具有相同幅度的兩個模擬信號SIN2和COS2。

4.根據權利要求3所述的測量系統，其特征在于，所述計算器包 括至少一個第一計數器，所述第一計數器用于通過計算在經過 所述信號SIN1的閾值與經過所述信號SIN2的閾值之間所述 第一數字信號的狀態的改變次數來確定所述相位移。

5.根據權利要求3所述的測量系統，其特征在于，其包括：

-第二空間分辨率倍增器，用于從所述兩個正交的模擬信 號SIN2和COS2產生至少一個第二數字信號，所述第二數字 信號的狀態每個磁周期改變N2次，N2是大于或等于4的整 數；以及

-計數器，用于確定所述瞬時角相位移，所述計數器被布 置成通過所述第一或第二倍增器所發出的數字信號中的一個 而增量，而通過另一數字信號而減量。

6.根據權利要求5所述的系統，其特征在于，所述第二空間分辨 率倍增器能夠從所述兩個正交的模擬信號SIN2和COS2產生

兩個正交的數字信號，所述數字信號的狀態每個磁周期改變 N2次。

7.根據權利要求1或2所述的系統，其特征在于，所述第二傳感 器僅包括一個傳感器，所述傳感器對所述磁場敏感并發出信號 REF，所述計算器包括至少一個計數器，所述計數器用于通過 計算在經過所述信號SIN1的閾值與經過所述信號RET的閾值 之間所述第一數字信號的狀態的改變次數來確定所述相位移。

8.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其特征在于，所述系 統進一步包括用于存儲所述相位移的極值的存儲器以及用于 從中推導出所述編碼裝置與所述檢測裝置之間的軸向間隙的 分析器。

9.根據前述權利要求中任一項所述的測量系統，其特征在于，所 述第一傳感器和所述第二傳感器處于共用的定制ASIC集成電 路中。

10.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其特征在于，所述外 圍磁道的磁極為具有軸線A的螺旋形，所述螺旋形的螺旋角α 根據函數α＝f(x)而變化，其中，x表示軸線B上所考慮的點的 軸向坐標。