電感式位置測量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電感式位置測量裝置，該裝置具有掃描部件和刻度部件，其能夠在第一方向上彼此相對運(yùn)動。掃描部件包括勵磁機(jī)導(dǎo)線和三個(gè)接收器軌道，其中，第一和第二接收器軌道彼此按照間距布置，并在第一和第二接收器軌道之間布置第三接收器軌道?？潭炔考▋蓚€(gè)刻度軌道，該刻度軌道彼此按照間距布置，并且具有不同的刻度周期。另外，可以通過刻度軌道調(diào)制由勵磁機(jī)導(dǎo)線產(chǎn)生的電磁場，使得能利用第一和第二接收器軌道探測在第一方向上的相對位置，同時(shí)，能利用第三接收器軌道探測在第二方向上的相對位置，該第二方向垂直于第一方向。
【專利說明】電感式位置測量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的用于確定相對位置的電感式位置測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電感式位置測量裝置例如被用作旋轉(zhuǎn)編碼器，用于確定兩個(gè)可以彼此相對旋轉(zhuǎn)的機(jī)器部件的角度位置。在電感式位置測量裝置中，通常例如以印制導(dǎo)線的形式在共同的電路板上安裝勵磁機(jī)線圈和接收器線圈，該電路板例如與旋轉(zhuǎn)編碼器的定子固定連接。刻度部件處于與前述電路板相對的位置，在該刻度部件上按照周期性間距交替設(shè)置導(dǎo)電的和不導(dǎo)電的平面或接片和空隙作為刻度結(jié)構(gòu)，并且該刻度部件與旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)子抗扭連接。如果將按照時(shí)間交變的勵磁電流施加在勵磁機(jī)線圈上，則在接收器線圈中在轉(zhuǎn)子與定子之間進(jìn)行相對旋轉(zhuǎn)的過程中根據(jù)角度位置產(chǎn)生信號。然后在分析電子件中對這些信號做進(jìn)一步處理。
[0003]另外，電感式位置測量裝置通常還用于直接測量沿軸線的縱向位移。在此，采用與上述旋轉(zhuǎn)編碼器相同的測量原理，然而接收器線圈和刻度結(jié)構(gòu)沿直線軸線延伸。
[0004]通常將這種電感式位置測量裝置用作電力傳動的測量裝置，用于確定相應(yīng)機(jī)器部件的相對運(yùn)動或相對位置。在這種情況下，為了控制傳動，通過相應(yīng)的接口裝置將產(chǎn)生的位置值輸送給隨動電子元件(Folgeelektronik)。
[0005]專利 申請人:的EP I 750 101 BI中描述了一種量角器，在該量角器中除了測量角度位置還可以根據(jù)所測的溫度確定軸向位移。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，實(shí)現(xiàn)一種電感式位置測量裝置，通過該電感式位置測量裝置能夠以簡單的方式利用垂直于原本測量方向的方向確定位移。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，這一目的通過權(quán)利要求1所述的特征來實(shí)現(xiàn)。
[0008]所以電感式位置測量裝置具有掃描部件和刻度部件，其中掃描部件可以相對于刻度部件在第一方向上做直線運(yùn)動或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。掃描部件包括用于產(chǎn)生電磁場的勵磁機(jī)導(dǎo)線和三個(gè)接收器軌道，該接收器軌道相應(yīng)地具有至少一個(gè)接收器導(dǎo)線。第一和第二接收器軌道彼此按照間距布置，該間距垂直于第一方向延伸。第三接收器軌道布置在第一和第二接收器軌道之間。另外，刻度部件包括兩個(gè)刻度軌道，該刻度軌道彼此按照間距布置，該間距垂直于第一方向延伸，并且沿著第一方向具有不同的刻度周期。另外，這樣配置位置測量裝置，以使得能通過刻度軌道調(diào)制由勵磁機(jī)導(dǎo)線產(chǎn)生的電磁場，從而能夠利用第一和第二接收器軌道的接收器導(dǎo)線探測在第一方向上的相對位置，同時(shí)，能夠利用第三接收器軌道的至少一個(gè)接收器導(dǎo)線探測在第二方向上的相對位置，該第二方向垂直于第一方向。
[0009]刻度周期是由刻度結(jié)構(gòu)確定的幾何長度。在刻度周期內(nèi)例如相應(yīng)地有導(dǎo)電的和不導(dǎo)電的平面或恰好一個(gè)接片和空隙。掃過刻度周期時(shí)通過掃描部件產(chǎn)生信號周期。
[0010]沿第一方向延伸并且在第二方向上擴(kuò)展的幾何區(qū)域是指軌道，特別是勵磁機(jī)軌道、第一、第二和第三接收器軌道以及刻度軌道。在使用量角器的情況下，可以將軌道理解為沿圓周延伸并且尤其可以是在第一方向上沒有盡頭的矩形平面。在用于測量平移的相對位置的位置測量裝置中，軌道可以具有矩形幾何形狀。第一、第二和第三接收器軌道可以在整個(gè)測量長度或整個(gè)圓周上或者只是逐段或逐節(jié)地具有接收器導(dǎo)體。特別是能夠這樣設(shè)計(jì)位置測量裝置，即相對于其它的接收器軌道中的至少一個(gè)接收器導(dǎo)線錯(cuò)開地在第一方向上布置接收器導(dǎo)線。
[0011]通常，將掃描部件和刻度部件布置為彼此相對，并通過在垂直于第一和第二方向指向的第三方向上延伸的氣隙彼此間隔開。本發(fā)明不涉及對氣隙寬度的探測。相對運(yùn)動可以是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動或直線運(yùn)動。相應(yīng)地，相對位置可以是角度位置或平移位置。通過不同的刻度周期可以借助于適當(dāng)?shù)男盘柗治龇椒ǎ绨凑沼螛?biāo)原理，確定掃描部件與刻度部件之間的絕對相對位置。
[0012]特別是這樣設(shè)計(jì)電感式位置測量裝置，即在掃描部件上布置具有接收器導(dǎo)體的第一接收器軌道和第二接收器軌道。在此，刻度部件包括第一刻度軌道和第二刻度軌道，其中，這樣配置位置測量裝置，即，在掃描部件與刻度部件之間的相同的相對運(yùn)動中，通過第一接收器軌道的接收器印制導(dǎo)線可以比通過第二接收器軌道的接收器印制導(dǎo)線產(chǎn)生更多的信號周期。相同的相對運(yùn)動是指同樣大小的相對運(yùn)動，例如一定角度的相對旋轉(zhuǎn)，或一定長度的縱向位移。
[0013]有利地，接收器軌道中的至少一個(gè)具有至少兩個(gè)接收器導(dǎo)線。
[0014]在本發(fā)明的另一種設(shè)計(jì)方案中，刻度軌道中的至少一個(gè)由刻度結(jié)構(gòu)構(gòu)成，該刻度結(jié)構(gòu)沿第一方向具有交替布置的、導(dǎo)電的和不導(dǎo)電的區(qū)域。
[0015]也能夠這樣配置電感式位置測量裝置，以使得刻度軌道中的至少一個(gè)由刻度結(jié)構(gòu)構(gòu)成，該刻度結(jié)構(gòu)沿第一方向具有交替布置的接片和空隙。還可以將刻度軌道設(shè)計(jì)為電鍍
金屬層。
[0016]特別是如果應(yīng)該通過位置測量裝置確定角度位置，則刻度部件可以具有彎曲的外罩面，在所述外罩面上以軸向的間距布置刻度軌道，也就是相對于軸線軸向上錯(cuò)開地布置，旋轉(zhuǎn)應(yīng)該圍繞該軸線進(jìn)行。有利地，第一或第二接收器軌道具有至少一個(gè)接收器導(dǎo)線，該接收器導(dǎo)線沿著第一方向經(jīng)過大于180°，特別是大于225°的角度，有利地具有至少270°的角度延伸。角度數(shù)據(jù)與在刻度部件相對于掃描部件旋轉(zhuǎn)所應(yīng)圍繞的軸線上具有中心點(diǎn)的中心角有關(guān)。
[0017]同樣，第三接收器軌道的一個(gè)或多個(gè)接收器導(dǎo)線可以沿著第一方向經(jīng)過大于180°，特別是大于225°，有利地至少為270°的角度延伸。
[0018]也可以將第三接收器軌道的接收器導(dǎo)線設(shè)計(jì)為沿第一方向具有斷路。相應(yīng)地，可以在圓周上的多個(gè)位置掃描刻度軌道。例如可以與軸線上的中心點(diǎn)相對地布置刻度軌道被掃描的位置，也就是第三接收器軌道的至少一個(gè)接收器導(dǎo)線所在的位置。在這種設(shè)計(jì)方案中，第三接收器軌道的接收器導(dǎo)線可以分別經(jīng)過中心角延伸，該中心角至少為60°，有利地至少為75°或至少為100°，該中心角具有軸線上的中心點(diǎn)。
[0019]由于接收器導(dǎo)線比較長，所產(chǎn)生的信號對離心率誤差和擺動誤差的不靈敏度高。因此，可以允許較大的制造公差與安裝公差。
[0020]可替換地，也可以這樣設(shè)計(jì)掃描部件，即第一、第二或第三接收器軌道具有多個(gè)區(qū)段，以使得接收器軌道和可選擇地勵磁機(jī)導(dǎo)線也在一定程度上沿第一方向斷開。在此，可以在區(qū)段內(nèi)部布置至少一個(gè)接收器導(dǎo)線，而在區(qū)段外部沿第一方向沒有接收器導(dǎo)線。
[0021]例如，在能夠確定角度位置的位置測量裝置中，至少第三接收器軌道可以在圓周上具有逐區(qū)段分布的接收器導(dǎo)線，其中，接收器導(dǎo)線的區(qū)域可以在相應(yīng)地小于30°的角度區(qū)段(即整個(gè)圓周的1/12)，特別是小于15°的角度區(qū)段(即整個(gè)圓周的1/24)上延伸。有利地，在位置測量裝置的這種設(shè)計(jì)方案中，相對于軸線上的點(diǎn)而言點(diǎn)對稱地布置各個(gè)區(qū)段，通過該位置測量裝置應(yīng)該能夠確定相對于(旋轉(zhuǎn))軸線的角度位置。
[0022]在本發(fā)明的另一種設(shè)計(jì)方案中，刻度部件具有平坦的平面，在該平坦的平面上布置刻度軌道。這種設(shè)計(jì)方案尤其在與平移運(yùn)動或位置的測量相聯(lián)系時(shí)是有利的。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的另一種設(shè)計(jì)方案，勵磁機(jī)導(dǎo)線的至少一個(gè)這樣布置，以使得通過該至少一個(gè)勵磁機(jī)導(dǎo)線能產(chǎn)生電磁場，通過電磁場，在對其進(jìn)行調(diào)制后，通過刻度部件不但
[0024]a)能利用第一和第二接收器軌道的接收器導(dǎo)線探測在第一方向上的相對位置，而且
[0025]b)能利用第三接收器軌道的接收器導(dǎo)線探測在第二方向上的相對位置。
[0026]因此，可以放棄用于利用第三接收器軌道的接收器導(dǎo)線產(chǎn)生信號的單獨(dú)的或附加的勵磁機(jī)導(dǎo)線。
[0027]有利地，在兩個(gè)接收器軌道旁，至少逐段地相對于與第一方向垂直并且不指向氣隙方向的第二方向而言，相應(yīng)地在兩側(cè)布置勵磁機(jī)導(dǎo)線。特別地，可以這樣布置掃描部件，即在所有三個(gè)接收器軌道旁邊至少逐段地相對于第二方向而言相應(yīng)地在兩側(cè)布置勵磁機(jī)導(dǎo)線。在本發(fā)明的有利設(shè)計(jì)方案中，在第一和第二接收器軌道之間至少逐段地布置兩個(gè)勵磁機(jī)導(dǎo)線。特別地，在接收器導(dǎo)線兩側(cè)布置勵磁機(jī)導(dǎo)線。
[0028]有利地，第一刻度軌道的刻度周期與第二刻度軌道的刻度周期的比例在1/4至4的范圍內(nèi)。特別地，該比例最小可以是1/3并且最大可以是3，有利地，該比例在1/2至2的范圍內(nèi)。例如可以在使用用于測量角度位置的位置測量裝置的情況下，第一刻度軌道的刻度周期的數(shù)量與第二刻度軌道的刻度周期的數(shù)量相差數(shù)值為I。
[0029]這兩個(gè)刻度軌道具有不同的刻度周期。所以，一個(gè)刻度軌道的刻度周期較長，一個(gè)刻度軌道的刻度周期較短。有利地，第三接收器軌道沿第一方向在大于較長的刻度周期的長度上延伸。
[0030]本發(fā)明的有利設(shè)計(jì)方案由從屬權(quán)利要求中得出。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]根據(jù)本發(fā)明的電感式位置測量裝置的其它細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)由下文中根據(jù)附圖對兩個(gè)實(shí)施例的描述中得出。
[0032]圖中示出:
[0033]圖1是用于確定相對角度位置的位置測量裝置的透視圖，
[0034]圖2是掃描部件的部分區(qū)域的俯視圖，
[0035]圖3是根據(jù)第二實(shí)施例的、用于確定相對角度位置的位置測量裝置的俯視圖，
[0036]圖4是用于確定平移的相對位置的位置測量裝置的透視圖，
[0037]圖5a是用于確定平移的相對位置的位置測量裝置的刻度部件的部分區(qū)域的俯視圖，
[0038]圖5b是用于確定平移的相對位置的位置測量裝置的掃描部件的部分區(qū)域的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]在根據(jù)圖1和2的第一實(shí)施例中，根據(jù)位置測量裝置對本發(fā)明進(jìn)行描述，該位置測量裝置用于檢測掃描部件I和刻度部件2或刻度盤之間的角度位置。圖1分別示出掃描部件I和刻度部件2，目的是說明結(jié)構(gòu)。在根據(jù)運(yùn)行的狀態(tài)中，掃描部件I和刻度部件2通過徑向氣隙同心地彼此相對。
[0040]刻度部件2在這一實(shí)施例中被設(shè)計(jì)為環(huán)件，兩個(gè)按照間距Z2布置的刻度軌道2.1，
2.2位于該環(huán)件的外罩側(cè)?？潭溶壍?.1，2.2在所示出的實(shí)例中包括接片2.11，2.21和其之間的空隙2.12,2.22，其中第一刻度軌道2.1具有六十四個(gè)這種接片2.11，而第二刻度軌道2.2只包括六十三個(gè)接片2.22。根據(jù)實(shí)例，具有軸線向延伸Z2的環(huán)形凹槽2.4位于接片
2.11,2.21 之間。
[0041]因此，兩個(gè)刻度軌道2.1,2.2分別由周期性順序交替布置的接片2.11，2.21和空隙 2.12，2.22 構(gòu)成。
[0042]第一刻度軌道2.1的第一刻度周期P2.1由接片2.11的長度Tl與空隙2.12的長度Gl之和得出，其中長度Tl，Gl沿X方向延伸。同樣地，第二刻度周期P2.2是第二刻度軌道2.2中的接片2.21長度T2與空隙2.22長度G2之和。按照以下關(guān)系確定兩個(gè)刻度軌道
2.1,2.2的尺寸:·
[0043]Tl/Gl ^ T2/G2。
[0044]刻度軌道2.1,2.2特別是沿第一方向X，此處為沿著圓周方向，具有不同的刻度周期 P2.1，P2.2 (圖 2)，即:
[0045]P2.1=周長/64 并且
[0046]P2.2=周長/63。
[0047]相應(yīng)地，第一刻度軌道2.1的刻度周期P2.1與第二刻度軌道2.2的刻度周期P2.2的比例的計(jì)算方法如下:
[0048]Ρ2.1:Ρ2.2=(周長/64):(周長/63) =63/64 ^ 0.984。
[0049]掃描部件I由布置為環(huán)形的柔性電路板構(gòu)成，在該電路板上布置兩個(gè)勵磁機(jī)導(dǎo)線1.4，1.5和三個(gè)接收器軌道1.1,1.2,1.3ο勵磁機(jī)導(dǎo)線1.4，1.5和接收器軌道1.1,1.2,1.3沿X方向或沿圓周方向延伸，確切地說，幾乎在掃描部件I的整個(gè)圓周上延伸。在整個(gè)圓周上完全延伸在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中幾乎無法生產(chǎn)或只有在增加開支的條件下才可以生產(chǎn)，因?yàn)樵趻呙璨考蘒上設(shè)置了用于勵磁機(jī)導(dǎo)線1.4，1.5和接收器軌道1.1，1.2，1.3的接口區(qū)域，其結(jié)果是-即使只是微不足道的-不連續(xù)性。另外，第一和第二接收器軌道1.1，1.2彼此按照間距Zl安置在掃描部件I上。間距Zl垂直于第一方向X，即垂直于圓周方向延伸，并且特別是與間距Ζ2平行或軸向地指向。
[0050]另外，第三接收器軌道1.3位于掃描部件I上。該接收器軌道軸向上布置在第一和第二接收器軌道1.1，1.2之間并在掃描部件I除了接口區(qū)域之外的幾乎整個(gè)圓周上沿X方向延伸。勵磁機(jī)導(dǎo)線1.4，1.5和接收器軌道1.1，1.2，1.3設(shè)計(jì)為充當(dāng)掃描部件I的具有多層結(jié)構(gòu)的柔性電路板的印制導(dǎo)線。
[0051]另外，在掃描部件I上布置圖中沒有示出的電子電路以及插頭元件。掃描部件I安裝在環(huán)形殼體11中。掃描部件I可以通過線纜30與隨動電子元件連接。
[0052]圖2在詳細(xì)局部圖中示出三個(gè)接收器軌道1.1，1.2，1.3和兩個(gè)勵磁機(jī)導(dǎo)線1.4，1.5以及刻度軌道2.1,2.2。第一和第二接收器軌道1.1,1.2分別具有一對接收器印制導(dǎo)線1.11，1.12 ；1.21，1.22。第三接收器軌道1.3包括兩個(gè)接收器回線1.31，1.32，該接收器回線同樣設(shè)計(jì)為印制導(dǎo)線。
[0053]如由圖2顯示出的，在第一和第二接收器軌道1.1，1.2旁邊在Z方向上分別在兩側(cè)布置勵磁機(jī)導(dǎo)線1.4,1.5。換言之,兩個(gè)勵磁機(jī)導(dǎo)線1.4,1.5在垂直于X方向指向的方向(Z方向)上位于第一和第二接收器軌道1.1, 1.2之間。
[0054]在根據(jù)運(yùn)行的狀態(tài)中，刻度部件2徑向上位于掃描部件I內(nèi)部，而不與之接觸。通常，刻度部件2充當(dāng)轉(zhuǎn)子，并且被固定在可以圍繞軸線A旋轉(zhuǎn)的機(jī)器部件上。相反，掃描部件I構(gòu)成位置測量裝置的定子，因此將其固定在靜止不動的機(jī)器部件上。在刻度部件2和掃描部件I之間圍繞軸線A的相對旋轉(zhuǎn)中，可以在掃描部件I中通過感應(yīng)作用產(chǎn)生與相應(yīng)角度位置相關(guān)的信號。
[0055]形成相應(yīng)信號的前提條件是，勵磁機(jī)導(dǎo)線1.4，1.5在接收器軌道1.1，1.2，1.3區(qū)域內(nèi)或在以此掃描的刻度軌道2.1,2.2區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生按時(shí)間交變的電磁勵磁場。在所示出的實(shí)施例中，勵磁機(jī)導(dǎo)線1.4，1.5被設(shè)計(jì)為多個(gè)平行的、電流流過的單個(gè)印制導(dǎo)線。如果給勵磁機(jī)導(dǎo)線1.4，1.5通電流，則圍繞相應(yīng)的勵磁機(jī)導(dǎo)線1.4，1.5形成管狀或圓柱狀定向的電磁場。產(chǎn)生的電磁場的力線以圍繞勵磁機(jī)導(dǎo)線1.4，1.5的同心圓的形式延伸，其中，力線的方向以已知的方式和方法取決于勵磁機(jī)導(dǎo)線1.4,1.5中的電流方向。在接片2.11,2.21的區(qū)域內(nèi)通過感應(yīng)引起渦流，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)角度位置對場的調(diào)制。相應(yīng)地，可以通過接收器軌道1.1，1.2測量在X方向上的相對位置。這樣布置接收器軌道1.1，1.2的成對的接收器印制導(dǎo)線1.11，1.12 ;1.21，1.22，即這些成對的接收器印制導(dǎo)線分別提供相位差為90°的信號，從而也能夠確定旋轉(zhuǎn)方向。用于確定在X方向上的位置、此處為角度位置的每個(gè)接收器軌道1.1，1.2被自身的勵磁機(jī)導(dǎo)線1.4，1.5包圍。
[0056]第一、第二和第三接收器軌道1.1，1.2，1.3幾乎圍繞掃描部件I的整個(gè)圓周，即幾乎360°圍繞軸線A延伸。通過這種結(jié)構(gòu)，也可以在附裝公差比較大時(shí)準(zhǔn)確地確定角度。
[0057]由于兩個(gè)刻度軌道2.1,2.2具有細(xì)微不同的刻度周期P2.1，P2.2，可以在利用差拍原理(Schwebungsprinzip)或游標(biāo)原理(Noniusprinzip)的條件下從接收器軌道1.1,
1.2的信號中確定刻度部件2相對于掃描部件I而言的絕對角度位置。
[0058]例如可以將刻度部件2固定在機(jī)床主軸上，應(yīng)首先測量機(jī)床的旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)數(shù)。在可以旋轉(zhuǎn)的軸的端部安裝工具，該工具的位置必須精確確定，以便保證對相應(yīng)工件的準(zhǔn)確加工。如果較長時(shí)間地運(yùn)行這種裝置，通常會將熱量，例如從傳動電動機(jī)或從軸承中導(dǎo)入軸中。其結(jié)果是軸沿Z方向的長度改變。相應(yīng)地，工具在Z方向上的位置移動。為了提高機(jī)床的精確度，此時(shí)確定長度變化的數(shù)值或大小并輸送給機(jī)床或隨動電子件的數(shù)控裝置，用于位置修正。利用根據(jù)本發(fā)明的位置測量裝置，此時(shí)不需要用于確定軸的長度變化的單獨(dú)的位置測量裝置。
[0059]利用第三接收器軌道1.3探測刻度部件2和掃描部件I之間在Z方向上的相對位置。由接收器回線1.31，1.32產(chǎn)生的信號取決于具有凹槽2.4的相應(yīng)接收器回線1.31，
1.32的相應(yīng)重合度。為通過第三接收器軌道1.3獲取Z位置的信號所需的勵磁場由勵磁機(jī)導(dǎo)線1.4，1.5產(chǎn)生。因此，可以在使用產(chǎn)生電磁場的那些勵磁機(jī)導(dǎo)線1.4，1.5的條件下通過位置測量裝置探測在垂直于第一方向X指向的第二方向Z上的相對位置，借助于其中所述的電磁場最終還可以利用第一和第二接收器軌道1.1，1.2探測在第一方向X上的相對位置。也就是說，可以放棄用于探測在Z方向上的相對位置的特殊勵磁機(jī)導(dǎo)線。
[0060]方向Z是垂直于第一方向X指向但不是徑向(不是Y方向)的方向，所以不將掃描部件I與刻度部件2之間的氣隙寬度用于確定軸的長度變化。
[0061]圖3示出位置測量裝置的第二實(shí)施例，該位置測量裝置同樣地用于檢測角度位置。根據(jù)這一實(shí)施例的位置測量裝置包括外部環(huán)形殼體11和刻度部件2。其設(shè)計(jì)為與第一實(shí)施例一致。相反，根據(jù)第二實(shí)施例的位置測量裝置具有掃描部件10，該掃描部件包括四個(gè)區(qū)段10.1，10.2，10.3，10.4。每個(gè)區(qū)段10.1，10.2，10.3，10.4，如同第一實(shí)施例的掃描部件1，具有勵磁機(jī)導(dǎo)線1.4，1.5和三個(gè)接收器軌道1.1，1.2，1.3，其中第一和第二接收器軌道1.1,1.2彼此按照間距Zl布置，該間距垂直于第一方向X，即在Z方向上延伸。第三接收器軌道1.3布置在第一和第二接收器軌道1.1，1.2之間。所以，也可以將圖2看作第二實(shí)施例的區(qū)段10.1，10.2，10.3，10.4的局部圖。
[0062]每個(gè)區(qū)段10.1，10.2，10.3，10.4只在刻度部件2圓周或殼體11內(nèi)圓周的部分區(qū)域上延伸。在所示出的實(shí)施例中，每個(gè)區(qū)段10.1，10.2，10.3，10.4在24°的中心角上延伸，因此區(qū)段10.1，10.2，10.3，10.4總計(jì)只在26.7% (96。)的圓周上延伸。
[0063]特別是在刻度部件直徑較大時(shí)，區(qū)段10.1，10.2，10.3，10.4可替換地可以總共在明顯小于1/4圓周上延伸。可替換地，也可以沿圓周布置兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)以上區(qū)段10.1，10.2，10.3，10.4。
[0064]區(qū)段10.1，10.2，10.3，10.4被布置為相對于軸線A上的點(diǎn)而言彼此點(diǎn)對稱。這種裝置在區(qū)段10.1，10.2，10.3，10.4的使用數(shù)量不是四個(gè)時(shí)也是有利的。
[0065]根據(jù)圖4，5a和5b示出的第三實(shí)施例，本發(fā)明也可以用于測量平移的或直線相對位置。
[0066]刻度部件2’在這一實(shí)施例中被安裝在殼體20’中，并具有兩個(gè)刻度軌道2.1’，2.2’。這兩個(gè)刻度軌道2.1’，2.2’分別由周期性順序交替布置的導(dǎo)電的刻度結(jié)構(gòu)2.11’，
2.21’和不導(dǎo)電的刻度結(jié)構(gòu)2.12’，2.22’構(gòu)成。在所示出的實(shí)例中，在基板上涂覆銅作為導(dǎo)電部分區(qū)域2.ll’，2.21’的材料。相反，在不導(dǎo)電的刻度結(jié)構(gòu)2.12’，2.22’中，沒有為基板涂覆涂層?？潭溶壍?.1’，2.2’沿第一方向X具有不同的刻度周期Ρ2.1，Ρ2.2 (圖5a)。
[0067]寬度為Z2’的條帶2.4’位于刻度軌道2.l’，2.2’之間，該條帶完全沒有導(dǎo)電涂層。
[0068]另外，根據(jù)第三實(shí)施例的位置測量裝置具有掃描部件I’，該掃描部件由電路板構(gòu)成，在該電路板上布置兩個(gè)勵磁機(jī)導(dǎo)線1.4’，1.5’和三個(gè)接收器軌道1.1’，1.2’，1.3’。將第一和第二接收器軌道1.1’，1.2’彼此按照間距ΖI安置在掃描部件I’上。間距ΖI垂直于第一方向X延伸，并且特別是與間距Ζ2’平行或Z方向指向。
[0069]同時(shí)，第三接收器軌道1.3’位于掃描部件I’上。這個(gè)第三接收器軌道在Z方向上布置在第一和第二接收器軌道1.1’，1.2’之間。勵磁機(jī)導(dǎo)線1.4’，1.5’和接收器軌道1.1’，1.2’，1.3’被設(shè)計(jì)為充當(dāng)掃描部件I’的具有多層結(jié)構(gòu)的柔性電路板的印制導(dǎo)線。[0070]另外，在掃描部件I’上布置圖中沒有進(jìn)一步示出的電子電路以及插頭元件。掃描部件I’安裝在殼體10’中。掃描部件I’可以通過線纜30與隨動電子件連接。
[0071]第一和第二接收器軌道1.1M.2’原則上是與圖2相類似地配置的，也就是分別具有成對的接收器印制導(dǎo)線，該接收器印制導(dǎo)線是正弦形地錯(cuò)開布置的。兩個(gè)勵磁機(jī)導(dǎo)線
1.4’，1.5’同樣地被設(shè)計(jì)為與圖2相類似。第三接收器軌道1.3’自然地被設(shè)計(jì)為在X方向上比第一實(shí)施例的第三接收其軌道短。
[0072]如果掃描部件I’沿著刻度部件2’在X方向上運(yùn)動，則可以確定它們之間的絕對相對位置，其中，此處也使用游標(biāo)原理。同時(shí)，可以利用第三接收器軌道1.3’探測在刻度部件2’和掃描部件I’之間在Z方向上的相對位置。由各個(gè)接收器回線1.31’，1.32’產(chǎn)生的信號取決于具有不帶涂層的條帶2.4’的相應(yīng)接收器回線1.31’，1.32’的相應(yīng)重合度。
[0073]掃描部件I’和刻度部件2’布置為彼此相對,并由在Y方向上延伸的氣隙彼此間隔開。本發(fā)明在此也不涉及對氣隙在Y方向上寬度的探測。
[0074]可以將接片和空隙或?qū)щ娖矫婧筒粚?dǎo)電平面用作刻度結(jié)構(gòu)，不取決于是否將電感式位置測量裝置設(shè)計(jì)為角度測量裝置或長度測量裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種電感式位置測量裝置，具有在第一方向（X)上能彼此相對運(yùn)動的掃描部件（1 ； 1’）和刻度部件（2 ;2’），其中-所述掃描部件（1 ;1’）包括勵磁機(jī)導(dǎo)線（1. 4，1. 5 ;1. 4’，1. 5’ )和三個(gè)接收器軌道 (1. 1,1. 2,1. 3 ；1. ，1’，1.2’，1.3’），其中，每個(gè)所述接收器軌道（1. 1，1.2，1.3 ；1. 1，，1.2，， 1. 3’）具有至少一個(gè)接收器導(dǎo)線（1. 11，1. 12，1. 21 ；1. 22，1. 31，1. 32)，其中，所述第一和所 述第二接收器軌道（1. 1，，1.2;1. 1’，1.2’）彼此按照間距（21 ;Z1’）布置，所述間距垂直于所 述第一方向（X)延伸，并在所述第一和所述第二接收器軌道（1. 1，1. 2 ;1. 1’，1. 2’）之間布 置所述第三接收器軌道（1. 3 ; 1. 3 ’），其中-所述刻度部件（2 ;2’）包括兩個(gè)刻度軌道（2. 1,2.2 ；2. 1’，2. 2’），所述刻度軌道彼此 按照間距（Z2;Z2’）布置，所述間距垂直于所述第一方向（X)延伸，并且沿著所述第一方向 (X)具有不同的刻度周期（P2. 1, P2. 2 ；P2. ，l’，P2. 2’），另外，這樣配置位置測量裝置，以使得能通過所述刻度軌道（2. 1,2. 2 ；2. 1’，2.2’）調(diào) 制由所述勵磁機(jī)導(dǎo)線（1. 4，1. 5 ;1. 4’，1. 5’）產(chǎn)生的電磁場，從而能夠利用所述第一和所述 第二接收器軌道（1. 1,1. 2 ；1. 1M. 2’）的所述接收器導(dǎo)線（1. 11,1. 12,1. 21 ；1. 22)探測在 所述第一方向（X)上的相對位置，同時(shí)，能夠利用所述第三接收器軌道（1. 3 ；1. 3’）的至少 一個(gè)所述接收器導(dǎo)線（1. 31，1. 32 ;1. 31’，1. 32’ )探測在所述第二方向（Z)上的相對位置， 所述第二方向垂直于所述第一方向（X)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感式位置測量裝置，其中所述接收器軌道（1.1,1.2,1.3； 1. 1，，1. 2，，1. 3，)中的至少一個(gè)具有至少兩個(gè)所述接收器導(dǎo)線（1. 11，1. 12，1. 21 ；1. 22，1.31，1. 32)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感式位置測量裝置，其中所述刻度軌道（2.1,2. 2 ；2. 1’，，2.2’）中的至少一個(gè)由刻度結(jié)構(gòu)（2. 11，2. 12 ；2. 21，2. 22)構(gòu)成，所述刻度結(jié)構(gòu)沿所述第一 方向（X)具有交替布置的、導(dǎo)電的和不導(dǎo)電的區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感式位置測量裝置，其中所述刻度軌道（2.1,2. 2)中的至 少一個(gè)由所述刻度結(jié)構(gòu)（2. 11，2. 12 ；2. 21,2. 22)構(gòu)成，所述刻度結(jié)構(gòu)沿所述第一方向（X) 具有交替布置的接片和空隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感式位置測量裝置，其中所述刻度部件（2)具有彎曲的外 罩面，在所述外罩面上以軸向的所述間距（Z2)布置所述刻度軌道（2. 1，2.2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電感式位置測量裝置，其中所述第一或所述第二接收器軌道 (1. 1，1.2)具有至少一個(gè)接收器導(dǎo)線（1. 11，1. 12，1.21 ;1. 22)，所述至少一個(gè)接收器導(dǎo)線 沿所述第一方向（X)經(jīng)過至少為270°的角度延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電感式位置測量裝置，其中所述第三接收器軌道（1.3)具有 至少一個(gè)接收器導(dǎo)線（1.31，1. 32)，所述至少一個(gè)接收器導(dǎo)線沿所述第一方向（X)經(jīng)過至 少為270°的角度延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感式位置測量裝置，其中所述刻度部件（2’）具有平坦的平 面，在所述平坦的平面上布置所述刻度軌道（2. 1’，2. 2 ’）。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感式位置測量裝置，其中，所述勵磁機(jī)導(dǎo)線（1.4,1.5； 1. 4’，1. 5’）中的至少一個(gè)這樣布置，以使得通過所述至少一個(gè)勵磁機(jī)導(dǎo)線能產(chǎn)生電磁場， 通過所述電磁場，在對其進(jìn)行調(diào)制后-能利用所述第一和所述第二接收器軌道(1.1，1.2 ;1.1’，1.2’)的所述接收器導(dǎo)線(1.11,1.12，1.21 ；1.22)探測在所述第一方向(X)上的所述相對位置，并且另外 -能利用所述第三接收器軌道(1.3 ；1.3’)的所述接收器導(dǎo)線(1.31，1.32 ；1.31’，`1.32’)探測在所述第二方向(Z)上的所述相對位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感式位置測量裝置，其中，在兩個(gè)所述接收器軌道(1.1，1.2，1.3 ;1.1’，1.2’，1.3’)旁，至少逐段地相對于與所述第一方向(X)垂直的所述第二方向(Z)而言相應(yīng)地在兩側(cè)布置所述勵磁機(jī)導(dǎo)線(1.4，1.5 ;1.4’，1.5’)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感式位置測量裝置，其中，在所述第一和所述第二接收器軌道(1.1，1.2 ;1.1’，1.2’)之間至少逐段地布置兩個(gè)所述勵磁機(jī)導(dǎo)線(1.4，1.5 ;1.4’，1.5，)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感式位置測量裝置，其中，所述第一刻度軌道(2.1 ；2.1')的所述刻度周期((P2.1 ；P2.1’)與所述第二刻度軌道(2.2 ；2.2’)的所述刻度周期((P2.2 ；P2.2’)的比例在1/4至4的范圍內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感式位置測量裝置，其中所述第三接收器軌道(1.3，1.3’)具有至少一個(gè)接收器導(dǎo)線(1.11，1.12，1.21 ；1.22，1.31,1.32 ；1.1lM.12，，1.21，；1.22’，1.31’，1.32’)，所述至少一個(gè)接收器導(dǎo)線沿所述第一方向(X)在大于較長的所述刻度周期(P2.1,P2.2 ；P2.1’，P2.2’)的長度上延伸。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感式位置測量裝置，其中所述第一、所述第二或所述第三接收器軌道(1.1,1.2,1.3)具有區(qū)段(10.1，10.2，10.3)，在所述區(qū)段內(nèi)部布置至少一個(gè)接收器導(dǎo)線(1.11，1.12，1.21 ；1.22，1.31，1.32)，同時(shí)，在所述區(qū)段(10.1,10.2，10.3)外部沿所述第一方向(X)沒有接收器導(dǎo)線(1.11，1.12，1.21 ;1.22，1.31，1.32)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電感式位置測量裝置，其中所述區(qū)段(10.1，10.2，10.3)是相對于軸線(A)上的點(diǎn)而言點(diǎn)對稱布置的。
【文檔編號】G01B7/30GK103868535SQ201310652313
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月13日
【發(fā)明者】馬克·奧利弗·蒂曼, 馬丁·厄曼 申請人:約翰內(nèi)斯﹒海德漢博士有限公司