[發(fā)明專利]包括冗余相位信號的絕對位置編碼器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610874670.5
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN106840215B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T.S.庫克
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社三豐
• 主分類號: G01D5/14
• 分類號: G01D5/14
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 王景剛;孫瑞

1.一種電子絕對位置編碼器，所述電子絕對位置編碼器包括:

標(biāo)尺，所述標(biāo)尺包括第一標(biāo)尺軌道，所述第一標(biāo)尺軌道沿著測量軸線方向延伸并且包括第一信號調(diào)制標(biāo)尺圖案，所述第一信號調(diào)制標(biāo)尺圖案包括周期圖案部件和漸進(jìn)圖案變化部件，所述周期圖案部件包括作為沿著第一標(biāo)尺軌道的位置函數(shù)的周期區(qū)域調(diào)制或周期材料特征調(diào)制中的至少一個，所述漸進(jìn)圖案變化部件與周期圖案部件組合或者疊加到所述周期圖案部件上并且包括作為沿著第一標(biāo)尺軌道在第一范圍之上的位置函數(shù)的漸進(jìn)區(qū)域變化或漸進(jìn)材料特征變化中的至少一個，

探測器，所述探測器至少包括沿著第一標(biāo)尺軌道對齊的第一組傳感元件，第一組傳感元件被配置為提供第一組探測器信號，所述第一組探測器信號響應(yīng)第一信號調(diào)制標(biāo)尺圖案并且所述第一組探測器信號指示探測器沿著第一標(biāo)尺軌道的位置；并且

信號處理器，所述信號處理器被配置為基于通過探測器提供的探測器信號確定探測器沿著標(biāo)尺的絕對位置，

其中：

第一組傳感元件包括N個空間相位傳感元件和附加地至少第一參照傳感元件，其中：

N個空間相位傳感元件被配置為提供N個各自的信號，并且位于其各自的沿著探測器測量軸線方向的N個位置，N個位置每一個對應(yīng)于傳感周期圖案部件的獨(dú)特的第N個空間相位和沿著漸進(jìn)圖案變化部件的對應(yīng)的第N個位置，

第一參照傳感元件位于探測器上的第一參照位置，所述第一參照位置沿著測量軸線方向以第一參照距離間隔分開，所述第一參照距離對應(yīng)于相對N個空間相位傳感元件的第一空間相位傳感元件的360度的整數(shù)倍數(shù)的空間相位移動，所述第一空間相位傳感元件提供對應(yīng)于周期圖案部件的第一空間相位的第一信號和沿著漸進(jìn)圖案變化部件的第一位置；

第一參照傳感元件被配置為提供對應(yīng)于周期圖案部件第一空間相位的第一參照信號以及沿著漸進(jìn)圖案變化部件的對應(yīng)的第一參照位置，使得第一信號和第一參照信號名義上包括來自周期圖案部件的相似的信號貢獻(xiàn)并且第一信號和第一參照信號的差異是由于其來自漸變圖案變化部件的信號貢獻(xiàn)的差異；并且

第一信號和第一參照信號不是靜態(tài)地彼此相連并且它們促成信號處理器的獨(dú)立輸入信號，并且第一信號和第一參照信號之間的由于第一參照距離的差異是第一信號差異，所述第一信號差異指示用于通過第一組探測器信號展示出的第一漸變信號變化的標(biāo)尺因子M1，其中第一漸變信號變化是由于作為沿著第一標(biāo)尺軌道的探測器位置函數(shù)的漸變圖案變化部件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子絕對位置編碼器，其中由于漸進(jìn)圖案變化部件的第一漸進(jìn)信號變化包括由于周期圖案部件的周期探測器信號的DC偏移值中的漸進(jìn)變化。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子絕對位置編碼器，其中第一標(biāo)尺軌道和第一組傳感元件被配置為使得DC偏移值中的漸進(jìn)變化至少與沿著第一標(biāo)尺軌道在相同位置變化的周期探測器信號的峰間幅值的變化一樣大。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子絕對位置編碼器，其中：

周期圖案部件根據(jù)空間波長L布置；

傳感元件彼此相同并且每一個都包括導(dǎo)電線圈，所述導(dǎo)電線圈包括多個平面的線匝，其中導(dǎo)電線圈的電感或者電感耦合對其相對于周期圖案部件的位置作出響應(yīng)；并且

導(dǎo)電線圈沿著測量軸線方向的最大尺寸為至多1.4L和最小0.6L。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子絕對位置編碼器，其中導(dǎo)電線圈包括至少6個和至多11個平面的線匝。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子絕對位置編碼器，其中漸進(jìn)圖案變化部件包括沿著標(biāo)尺元件的測量軸線方向在有效寬度尺寸W內(nèi)的漸進(jìn)區(qū)域變化，所述標(biāo)尺元件形成根據(jù)空間波長L布置的周期圖案部件。