[發明專利]電磁編碼器

有效

• 申請號: 201110096933.1
• 申請日: 2011-04-18
• 公開（公告）號: CN102252702A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 佐佐木康二
• 申請（專利權）人: 株式會社三豐
• 主分類號: G01D5/20
• 分類號: G01D5/20
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術領域

本發明涉及一種電磁編碼器。特別地，本發明涉及一種高精度和低成本的電磁編碼器，該電磁編碼器適用于測徑器(caliper)、指示器、線性標尺、千分尺等，該電磁編碼器通過利用小的刻度盤寬度(scale?width)、即編碼器寬度來減少偏移而實現大的信號強度，該電磁編碼器在俯仰方向(pitchingdirection)上的變化強。

背景技術

如專利文獻1和專利文獻2所公開的那樣，以及如圖1中所示的專利文獻2的示例，已知的電磁編碼器具有：沿測量方向配置在刻度盤(scale)10上的多個刻度線圈(scale?coil)14、16；以及配置在柵格(grid)(也稱為滑動件)12上的發送線圈24、26和接收線圈20、22，柵格12能在測量方向上相對于刻度盤10移動。在電磁編碼器中，基于在激勵發送線圈時接收線圈經由刻度線圈而檢測到的磁通量的變化來檢測刻度盤10和柵格12之間的相對移動量。如圖1所示，電磁編碼器還具有發送控制器28和接收控制器30。

如圖2所示，為了減少電磁編碼器中的作為多余信號的偏移，由發送線圈24產生的磁場被抵消，并且在凈零區域(net-zero?area)(圖2的示例中的兩側的發送線圈之間的中間區域)設置接收線圈20。順便提及，在專利文獻2中，如圖3所示，除了圖2所示的第1發送線圈24和第1接收線圈20的構造以外，在第2發送線圈26的兩側設置第2接收線圈22。

但是，由于上述構造需要三列刻度線圈并且使得刻度線圈的布線較長，因此，產生的感應電流被刻度線圈自身的阻抗衰減，并且難以獲得強信號。

為了解決該問題，本申請人在專利文獻3中提出了如下方案：多個發送線圈、多個接收線圈和多個刻度線圈關于刻度盤的中心對稱地設置，并且關于刻度盤的中心對稱地設置的刻度線圈中的一個刻度線圈相對于另一刻度線圈錯開(displace)1/2相位。

專利文獻1：日本特開平10-318781號公報

專利文獻2：日本特開2003-121206號公報(圖1、圖2和圖3)

專利文獻3：日本特開2009-186200號公報

但是，由于在刻度盤寬度方向上需要多列刻度線圈，因此，刻度盤寬度、即編碼器寬度變大，而長度變小。此外，編碼器在俯仰方向上的變化弱，而在橫擺方向(yaw?direction)上的變化強。

發明內容

提供本發明以解決傳統技術中的該問題。本發明的非限制性特征的優點在于提供高精度和低成本的電磁編碼器，該電磁編碼器通過利用小的刻度盤寬度、即編碼器寬度來減少偏移而實現大的信號強度，該電磁編碼器在俯仰方向上的變化強。

根據本發明，為了解決傳統問題，電磁編碼器包括多個刻度線圈，其沿測量方向配置在刻度盤上；以及發送線圈和多個接收線圈，所述發送線圈和所述多個接收線圈配置在柵格上，所述柵格能在所述測量方向上相對于所述刻度盤移動，其中，基于在激勵所述發送線圈時所述多個接收線圈經由所述多個刻度線圈而檢測到的磁通量的變化來檢測所述刻度盤和所述柵格之間的相對移動量。所述接收線圈在所述測量方向上被配置成多個組，多組接收線圈中的一組接收線圈相對于所述多組接收線圈中的另一組接收線圈錯開1/2刻度節距的相位。

根據本發明，所述接收線圈被互相連接，以獲得所述多組接收線圈的輸出差。

根據本發明，所述電磁編碼器還包括具有不同刻度節距的多個軌道，在所述軌道中設置所述刻度線圈、所述發送線圈和所述接收線圈，使得能夠測量絕對位置。

根據本發明，可通過減小刻度盤寬度、即編碼器寬度來使編碼器小型化。此外，由于能夠使發送線圈的整個長度比專利文獻3中的發送線圈的整個長度小，因此，能夠增大接收信號強度。此外，能夠減小編碼器的總面積，由此能提供小尺寸的編碼器。此外，通過沿測量方向設置多個接收線圈，可以實現在俯仰方向上的變化強的編碼器。

附圖說明

以下借助于本發明的示例性實施方式的非限制性示例并且參考提到的所說明的多個附圖進一步詳細地描述本發明，其中，在所有的多個視圖中，相同的附圖標記表示相同的部件，圖中：

圖1是示出專利文獻2中描述的傳統的電磁編碼器的整體構造的立體圖；

圖2是示出專利文獻2中描述的傳統的電磁編碼器中的柵格上的線圈位置以及第一效果的平面圖；

圖3是示出專利文獻2中描述的傳統的電磁編碼器中的柵格上的線圈位置以及第二效果的平面圖；

圖4是示出根據本發明的第一實施方式的柵格和刻度盤的平面圖；