[發(fā)明專利]長度測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980143791.0
• 申請日: 2009-10-13
• 公開（公告）號: CN102203563A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發(fā)明（設計）人: A·阿法;J·豪恩雷特
• 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: G01D5/347
• 分類號: G01D5/347;G12B7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 夏心駿;梁冰

技術領域

本發(fā)明涉及權利要求1的前序部分的長度測量裝置。

背景技術

在例如DE?29?29?989?A1所述，這類長度測量裝置用于測量長度和路徑，并且特別是在加工機床中用于測量刀具相對于待加工的工件的相對運動，在坐標測量儀中而且也擴大應用在半導體工業(yè)中。

在此比例尺(Maβstab)使用作為實物測量該比例尺為了防止環(huán)境影響設置在殼體中。在殼體內部的溫度變化取決于比例尺材料引起比例尺的長度變化。這些長度變化導致測量誤差。

為了使這種溫度變化保持盡可能的小，根據DE?101?64?404?A1建議了，通過將封裝的長度測量裝置的內腔室流過調節(jié)的冷卻介質的方式，對其進行溫度調節(jié)。

由此應當實現比例尺具有機床的溫度水平。在此的缺點是，在此并未考慮到通過長度測量裝置的電氣構造元件本身生成的溫度變化。

對長度測量裝置的要求越來越高，則持續(xù)地要求位置測量的更高的分辨率以及更高的精確性和可重復性。在此應當存在緊湊的機械結構以及簡單和抗干擾的測量值生成和測量值傳遞。

這些要求需要封裝的長度測量裝置，該長度測量裝置具有保護設置的比例尺。高的分辨率取決于越來越小的并且在整個測量長度上恒定的掃描距離。這一方面通過小于100μm的相對小的掃描距離并且另一方面通過掃描單元在比例尺和/或殼體上的引導實現，其中，為了掃描單元的無干擾的精確引導，隨動件通過僅在測量方向上剛性的耦合機構耦合在掃描單元上。這種耦合機構使得在所有其它方向上隨動件的運動成為可能，而對掃描單元在測量方向上的精確引導和運動沒有反作用。

緊湊的結構和抗干擾的測量值生成和測量值傳遞取決于將越來越多的電氣構造元件集成在掃描單元本身中。這樣為此擴大使用傳感器芯片，在其中在最小的空間上一列的掃描傳感器，例如在可光電掃描的比例尺中的光敏探測器，以及信號處理機構，例如A/D變換器，放大器，微處理器和接口被設置。由此致使了在掃描單元中的擴大的熱量生成，其受條件地通過所要求的小的掃描距離不相稱地強烈加熱比例尺。這種加熱導致比例尺的長度變化和測量不精確性。

發(fā)明內容

本發(fā)明的任務是提供一種具有高的測量精確性的長度測量裝置。

根據本發(fā)明該任務通過權利要求1的技術特征得以解決。

利用本發(fā)明可使長度測量裝置的緊湊的結構成為可能，其中，也可實現高的測量精確性和可重復的位置測量。

根據本發(fā)明在掃描單元的產生熱量的電氣構造元件和長度測量裝置的殼體之間實現導熱路徑。

通過在掃描單元的產生熱量的電氣構造元件(特別是傳感器芯片)和長度測量裝置的殼體之間設置導熱元件，在電氣構造元件和殼體之間實現了導熱路徑，以便將在電氣構造元件上生成的熱量傳遞到殼體上。在導熱路徑上加入的構件具有小的熱阻力。利用本發(fā)明也有目的地實現在殼體的方向上傳感器芯片的導熱路徑。

從掃描單元的導熱元件到殼體的熱傳遞通過縫隙實現，該縫隙如此被構造和定尺寸，使得一方面保證良好的熱傳遞并且另一方面不阻礙掃描單元相對于殼體的自由運動性。

導熱元件可以由多個段組成，其相應地被優(yōu)化。

在從屬權利要求中給出了本發(fā)明的有利設計。

附圖說明

借助于實施例進一步闡述本發(fā)明。

圖1示出了長度測量裝置的截面；

圖2示出了根據圖1的長度測量裝置的掃描單元的透視圖；以及

圖3示出了根據圖2的掃描單元的傳感器芯片的俯視圖。

具體實施方式

本發(fā)明在光學的長度測量裝置的例子中被描述，利用該長度測量裝置應當測量兩個在測量方向X可相對移動的物體1和2的相對位置。在此相對于比例尺20沿測量方向X可運動的掃描單元10對透明的比例尺20進行掃描。該比例尺20具有未示出的測量分度，該測量分度被掃描單元10在透射光中掃描。為此，掃描單元10包括照明單元11，該照明單元發(fā)射出光束，該光束對準地通過比例尺20并且進一步地通過透明的掃描板12延伸，并且最后碰在傳感器芯片13的光敏掃描傳感器133上。光束在此位置取決于在比例尺20上的測量分度被調制。