[發明專利]絕對位置測量裝置

有效

• 申請號: 200980143346.4
• 申請日: 2009-10-01
• 公開（公告）號: CN102203561A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: C·林格克
• 申請（專利權）人: 約翰尼斯海登海恩博士股份有限公司
• 主分類號: G01D5/245
• 分類號: G01D5/245;G01D5/249;G01D5/347;H03M1/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張濤;李家麟

背景技術

在許多領域，為了確定兩個彼此相對運動的物體的位置，越來越多地使用絕對角度測量裝置。絕對角度測量裝置相對于純增量測量的系統所具有的優點是，在每個相對位置中，在供應能量中斷以后也可以立即輸出正確的位置信息。

在此，絕對位置由角度編碼體現。將位置信息布置在具有在測量設備中相繼布置的碼元的單個的編碼軌道中是特別節省空間的。在此，碼元以偽隨機分布的方式相繼布置，使得特定數目的彼此跟隨的碼元分別形成碼字，該碼字單義地定義絕對位置。在將掃描設備移動一個單個的碼元時就已經形成新的碼字，并且在整個的、要絕對獲取的范圍上提供了不同碼字的序列。這種連續的或順序的編碼也常常被稱為鏈碼或被稱為偽隨機碼（PRC）。

為了從所掃描的碼字中確定絕對位置——也稱為解碼，使用解碼表，在該解碼表中為每個碼字分配一個位置。為了給所掃描的碼字分配絕對位置，該碼字形成用于解碼表的地址，使得在輸出端處存在針對該碼字所保存的絕對位置并且該絕對位置可用于繼續處理。該非易失性的表如今可以以硬布線的方式敷設在ASIC中，以便使得能夠進行快速訪問。

對角度測量裝置的分辨率的要求越來越高，使得在360°的跨度上應該單義地編碼許多位置。必須編碼的位置越多，后續的解碼成本越高。在連續編碼時的問題是，對于高的分辨率，必須生成非常多的不同的碼字并且必須對這些碼字進行解碼。如果解碼借助于表來進行，則需要大的表，在該大的表中為每個可能的碼字都保存了與此有關的絕對位置。如果解碼借助于計算機來進行，則這導致相對長的計算時間。

US?6,330,522?B1說明了一種可以如何設置角度編碼和角度測量設備以便減小解碼成本的措施。在此，第一編碼序列和第二編碼序列被在360°的跨度上布置在彼此平行分布的軌道中。第一編碼序列被在360°的跨度上布置五次，而第二編碼序列被在360°的跨度上布置十四次。這些編碼序列成不同的角度扇形。第一編碼序列的位寬與第二編碼序列的位寬不同。解碼設備具有用于對第一編碼序列進行解碼的第一值儲備（Wertevorrat）以及用于對第二編碼序列進行解碼的第二值儲備。絕對位置通過兩個子位置的組合在360°跨度上的每個位置處是單義的。

在此的缺點是，在360°的跨度上只能編碼一定數目的位置，該數目分別是兩個編碼序列的長度的整數多倍。

發明內容

因此本發明的任務是說明一種角度編碼，利用該角度編碼可以在360°的跨度上單義地編碼任意數目的位置，并且利用該角度編碼使得能夠在角度測量裝置中簡單地解碼通過掃描該角度編碼所生成的碼字的序列。

該任務通過在權利要求1中所說明的角度編碼來解決。

在權利要求12中說明一種具有這種角度編碼的絕對角度測量裝置。

所述絕對角度編碼具有多個布置在360°內的編碼序列，這些編碼序列以組合方式單義絕對地對360°進行編碼，其中由碼元的序列構成的第一編碼序列成第一角度扇形并且被相繼跟隨地布置多次以及被多次循環延續，由碼元的序列構成的第二編碼序列成第二角度扇形并且被相繼跟隨地布置多次以及被多次循環延續，其中第一角度扇形不等于第二角度扇形，并且編碼序列的至少之一在360°內僅被部分地構造，并且與后續的編碼序列形成接合處。

換句話說，兩個編碼序列的至少之一在360°內有一次僅部分地延展，并且該部分連接到下一編碼序列上。在該連接處，該編碼序列被中斷，因為在這里產生接合區域，在該接合區域中在掃描時產生新的碼元序列，即新的位模式或字。新的位模式意味著，該位模式不是編碼序列及其循環延續的組成部分。

在此，所述編碼序列在圓盤上是圓形的或者被布置在轉筒（Trommel）的范圍上。

碼元分別是角度編碼的一個區域，從該區域中可導出位。

編碼序列表示碼元的順序，該順序在該編碼序列的整個長度上定義碼元柵格（Raster）中的不同位置。

循環延續的編碼序列表示，在編碼序列的末端再次連接了該同一編碼序列的開始部分。

根據本發明構造的角度編碼現在尤其是使得能夠在360°的跨度上對????????????????????????????????????????????????個不同的位置進行編碼，其中優選并且是整數的。

第一編碼序列和第二編碼序列的碼元優選分別成相等的角度扇形。這是能夠特別簡單地通過碼元的數目來定義角度扇形的大小的前提條件。