[發(fā)明專利]電感式傳感器設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780058566.1
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN109716072B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R.瓊斯
• 申請（專利權(quán)）人: 薩根迪有限公司
• 主分類號: G01D5/20
• 分類號: G01D5/20;G01D5/248;G01D5/249;G01B3/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周學(xué)斌;陳嵐

本發(fā)明涉及電感式傳感器設(shè)備（23），其具有可以在測量方向（M）上相對于彼此移動的標(biāo)尺單元（24）和傳感器單元（25）。標(biāo)尺單元包含標(biāo)尺元件（26），該標(biāo)尺元件被適配成產(chǎn)生在測量方向（M）上的場圖案（P（x）），其借助于傳感器單元（25）的接收電路（35）來檢測。接收電路（35）包含至少在測量方向（M）上偏移的第一接收線圈組（36）和第二接收線圈組（37）。這樣做時第一空間相位和第二空間相位接收信號分別由這些接收線圈組（36，37）提供。這些空間相位可以被用于絕對位置確定。

本發(fā)明涉及電感式傳感器設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域。這樣的電感式傳感器設(shè)備可以被用于確定可在線性和/或圓形方向上相對于彼此移動的兩個部件之間的相對位置。這樣的電感式傳感器設(shè)備可以被用于測量儀器，比如卡尺、千分尺、測試指示器、觸摸探針以及其他測量儀器。

電感式傳感器設(shè)備例如在US 5，886，519中公開。標(biāo)尺單元被提供有多個標(biāo)尺元件，該標(biāo)尺元件被布置在測量方向上的至少一行中。一個共同行的標(biāo)尺元件具有相同的標(biāo)尺間距。對于每行標(biāo)尺元件，提供包含發(fā)射線圈和至少一個接收線圈的傳感器單元。發(fā)射線圈產(chǎn)生磁場，該磁場借助于標(biāo)尺元件改變。取決于傳感器單元與標(biāo)尺單元之間的相對位置，因此產(chǎn)生了可借助于相應(yīng)的接收線圈來檢測的場圖案。由每個接收線圈提供的接收信號可以被用來確定傳感器單元與標(biāo)尺之間的相對位置。建議被分配給不同行的標(biāo)尺元件的接收線圈分別被提供有不同的波長。這樣做時，獲得了絕對位置傳感器設(shè)備。

在US 6，335，618 B1中公開的電感式傳感器設(shè)備提供了在跨過測量方向和垂直于測量方向的高度方向的平面中延伸的標(biāo)尺元件。標(biāo)尺元件在高度方向上具有不同的尺寸，這取決于它們在測量方向上的位置。這樣做時，可以調(diào)制接收信號的幅值。這樣的電感式傳感器對高度方向上的位移更敏感。

US 7，705，585 B2示出了一種具有帶孔標(biāo)尺元件的電感式傳感器設(shè)備?？椎某叽缈梢栽跍y量方向上變化，以便產(chǎn)生用于絕對位置測量的非周期性圖案。由于標(biāo)尺元件的尺寸的變化，傳感器設(shè)備也對垂直于測量方向的高度方向上的位移敏感。此外，孔的變化面積量可能導(dǎo)致信號幅值減小并且可能使設(shè)備對噪聲敏感。

在EP 2 581 711 A2中公開的絕對位置傳感器設(shè)備提出了具有兩行帶有不同間距的標(biāo)尺元件，以用于絕對位置確定。

US 9，217，628提出了一種具有一個單個行標(biāo)尺元件的電感式傳感器設(shè)備。傳感器單元的至少一個接收線圈沿其在測量方向上的延伸具有變化的波長。接收繞組和發(fā)射繞組在整個測量路徑上沿著標(biāo)尺單元延伸。相對于傳感器單元可移動的是包含兩個諧振電路的目標(biāo)單元，每個諧振電路具有電容器和形成了電感的層狀繞組。該諧振電路具有不同的諧振頻率。標(biāo)尺單元的發(fā)射線圈借助于兩個不同的AC頻率供給能量。基于兩個發(fā)射AC頻率，取決于在接收線圈中接收到的兩個信號，可以確定沿著標(biāo)尺單元的目標(biāo)單元位置。該設(shè)備使用不同的頻率以獲得允許絕對位置檢測的兩個接收信號。這樣的設(shè)備復(fù)雜且昂貴。

鑒于已知的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的是提供一種簡單的電感式傳感器設(shè)備，其允許具有高精確度的絕對位置測量并且需要很小的空間。

該目標(biāo)借助于根據(jù)權(quán)利要求1的電感式傳感器設(shè)備來實現(xiàn)。

電感式傳感器設(shè)備包括：標(biāo)尺單元，其具有標(biāo)尺元件，該標(biāo)尺元件被布置在測量方向上延伸的至少一行中。標(biāo)尺元件被適配成產(chǎn)生在測量方向上的場圖案。提供一種傳感器單元，其包括接收電路。該接收電路具有至少第一接收線圈組和第二接收線圈組來檢測場圖案。該第一和第二接收線圈組在測量方向上是相對于彼此移位的。傳感器單元和標(biāo)尺單元可在測量方向上相對于彼此移動。每個接收線圈組包括至少兩個接收線圈。

一行標(biāo)尺元件是足夠的。在一些實施例中，附加行的標(biāo)尺元件可能是有利的。一個共同行的標(biāo)尺元件全部在測量方向上具有相同的尺寸，并且優(yōu)選地也在垂直于測量方向延伸的高度方向上具有相同的尺寸。