[發明專利]用于感應式位置編碼器的繞組和刻度構造

有效

• 申請號: 201811570920.1
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN109959398B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: T.S.庫克
• 申請（專利權）人: 株式會社三豐
• 主分類號: G01D5/245
• 分類號: G01D5/245
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 葛青

一種間距補償感應式位置編碼器，包括刻度、檢測器和信號處理部，所述刻度包括具有波長為W的周期性圖案的第一軌道和第二軌道。第二軌道圖案可沿測量方向相對于第一軌道圖案以圖案偏移量STO偏移。在所述檢測器中，第一軌道場生成線圈部分和第二軌道場生成線圈部分在分別與第一圖案軌道和第二圖案軌道對齊的第一內部區域和第二內部區域中生成場。分別與第一軌道和第二軌道對齊的第一感測線圈構造和第二感測線圈構造沿測量方向相對于彼此偏移STO+/?0.5*W。在各實施例中，如果生成場極性不同，則第一感測線圈構造和第二感測線圈構造可以具有相同順序的單個線圈極性，如果生成場極性相同，則可具有倒置或相反的順序。

相關申請的交叉引用

本申請是2017年12月21日遞交、序列號為No.15/850,457、題為“WINDING ANDSCALE CONFIGURATION FOR INDUCTIVE POSITION ENCODER”的美國專利申請的部分延續申請，該專利申請是2016年8月24日遞交、序列號為No.15/245,560、題為“WINDINGCONFIGURATION FOR INDUCTIVE POSITION ENCODER”的部分延續申請，它們每個的披露內容通過引用在此整體并入。

技術領域

本發明涉及測量儀器，且更特別地涉及感應式位置編碼器，其可用于精密測量儀器。

背景技術

各種編碼器構造可包括各種類型的光學、電容、磁性、感應、移動和/或位置換能器。這些換能器利用在讀取頭中的發射器和接收器的各種幾何構造，以測量讀取頭和刻度之間的移動。磁性和感應式換能器對污染相對魯棒，但是并不完美。

美國專利No.6,011,389(’389專利)描述了一種感應電流位置換能器，其可用在高準確度應用中，美國專利No.5,973,494(’494專利)和6,002,250(’250專利)描述了增量式位置感應卡尺和直線刻度，其包括信號發生和處理電路，美國專利No.5,886,519(’519專利)、5,841,274(’274專利)和5,894,678(’678專利)描述了絕對位置感應卡尺和利用感應電流換能器的電子帶測量具。美國專利No.7,906,958(’958專利)描述了一種感應電流位置換能器，其可用在高準確度應用中，其中，具有兩個平行半部以及多組發射線圈和接收線圈的刻度省去了原本會在感應電流位置換能器中產生錯誤的一些信號偏置部件。但是，’958專利要求非傳統的刻度，且僅示出示意性的線圈布局。這樣，其教導盡管是有用的，涉及通過“理想的”傳感器或至少“相同的”傳感器產生信號。相反地，其沒有考慮和/或解決一定的制造問題和/或限制，這通常導致由實際布局、制造和成本約束產生的“不理想”傳感器。這些問題和相關聯設計因素在以下詳細討論。

所有前面列舉的美國專利在此通過引用整體并入本文。如這些專利所述，感應電流換能器可利用印刷電路板技術制造，且極大地不介意污染。

但是，現有系統受限于它們提供用戶所希望的特征的一些組合的能力，諸如，緊湊的尺寸、信號強度、高分辨率、成本、實際布局以及對失準和污染的魯棒性等的組合。提供改進組合的編碼器的構造將是期望的。

發明內容

提供發明內容，以便以簡化的形式介紹在以下具體實施方式中進一步詳細描述的構思的選擇。本發明內容并不意圖識別要求權利的主題的關鍵特征，也不意圖用作確定要求權利的主題的范圍的輔助。

提供了一種電子位置編碼器，其可用于沿測量軸線方向測量兩個元件之間的相對位置，所述測量軸線方向與x軸線方向重合。在各實施方式中，電子位置編碼器包括刻度和檢測器部分。在各個實施方式中，信號處理配置可以可操作地連接至檢測器部分，以提供驅動信號(例如，至場發生線圈構造)，且基于從檢測器部分輸入的檢測器信號確定檢測器部分(例如，感測線圈構造)和刻度圖案之間的相對位置。在各實施方式中，信號處理配置可與檢測器部分結合(例如，作為用作用于檢測器部分的基板的電路板上的電路)。在其他實施方式中，信號處理配置可包括通過連接器連接至檢測器部分的外部電路。