多圈旋轉(zhuǎn)感測器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1所述的可靠多圈旋轉(zhuǎn)感測器(Mu11iturn-Drehgeber),以及根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于運(yùn)行這種多圈旋轉(zhuǎn)感測器的方法。多圈旋轉(zhuǎn)感測器經(jīng)常在自動化技術(shù)中使用，以便測量機(jī)軸的角度位置和經(jīng)過的轉(zhuǎn)動的數(shù)量。
【背景技術(shù)】
[0002]用于測量機(jī)軸的角度位置的位置測量設(shè)備從多種出版物已知。這種位置測量設(shè)備稱為旋轉(zhuǎn)感測器。如果此外位置測量設(shè)備如此實(shí)施，除機(jī)軸的角度位置以外還可測量機(jī)軸經(jīng)過的轉(zhuǎn)動的數(shù)量，則提及多圈旋轉(zhuǎn)感測器。
[0003]對于多圈單元(也就是用于確定機(jī)軸的經(jīng)過的轉(zhuǎn)動的數(shù)量的單元)的實(shí)施，基本上兩個解決方案已知，一方面是基于傳動器的多圈單元，另一方面是基于計數(shù)器的多圈單元。
[0004]基于計數(shù)器的多圈單元通過對代碼載體的轉(zhuǎn)動計數(shù)得出機(jī)軸的經(jīng)過的轉(zhuǎn)動的數(shù)量，該代碼載體直接由機(jī)軸運(yùn)行并且因此經(jīng)過與要測量的機(jī)軸相同數(shù)量的轉(zhuǎn)動。在代碼載體上布置代碼，該代碼由掃描單元掃描。根據(jù)用掃描單元得出的位置信號在計數(shù)電子設(shè)備中生成計數(shù)器的計數(shù)信號，該計數(shù)器對代碼載體的完全轉(zhuǎn)動的數(shù)量并且因此機(jī)軸的完全轉(zhuǎn)動的數(shù)量轉(zhuǎn)動方向有關(guān)地進(jìn)行計數(shù)。
[0005]為了計數(shù)器的計數(shù)器狀況還在關(guān)閉主電源的情況下(也就是例如在其中運(yùn)行多圈旋轉(zhuǎn)感測器的機(jī)器關(guān)閉的情況下)存儲并且此外保持計數(shù)功能，基于計數(shù)器的多圈單元經(jīng)常裝備有電池，電池在缺失主電源的情況下接管旋轉(zhuǎn)感測器的至少多圈單元的能量供應(yīng)。
[0006]EP 1462771B1描述例如具有在關(guān)閉狀態(tài)中用電池運(yùn)行的基于計數(shù)器的多圈單元的多圈旋轉(zhuǎn)感測器。
[0007]DE 102008015837 Al描述具有電池運(yùn)行的基于電感掃描原理的位置測量裝置。這個位置測量裝置還適合作為多圈旋轉(zhuǎn)感測器實(shí)施。
[0008]例如在錯誤測量可導(dǎo)致其上運(yùn)行多圈旋轉(zhuǎn)感測器的機(jī)器的損害或甚至可導(dǎo)致對機(jī)器的操作人員的危險時，出于安全技術(shù)原因可以要求，冗余地測量機(jī)軸的轉(zhuǎn)動的數(shù)量。
[0009]DE 102009029431 Al因此提出多圈旋轉(zhuǎn)感測器，其裝備有兩個彼此無關(guān)的多圈單元。多圈單元的測量值的比較實(shí)現(xiàn)了隨時多圈旋轉(zhuǎn)感測器的功能性的檢查。因此這適合于在安全相關(guān)應(yīng)用中使用。
[0010]但是在這樣的多圈旋轉(zhuǎn)感測器的情況下使用兩個基于計數(shù)器的多圈單元，其在關(guān)閉狀態(tài)中由電池供應(yīng)能量用于運(yùn)行，但是如此可在較少情況下導(dǎo)致錯誤狀態(tài)，其對兩個多圈單元相同起作用并且在此可不直接地發(fā)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的任務(wù)在于，給出具有改善的運(yùn)行安全性的多圈旋轉(zhuǎn)感測器。此外本發(fā)明的任務(wù)在于，給出用于運(yùn)行這種多圈旋轉(zhuǎn)感測器的方法。
[0012]任務(wù)的第一部分通過如權(quán)利要求1所述的多圈旋轉(zhuǎn)感測器來解決。
[0013]提出多圈旋轉(zhuǎn)感測器，具有
-具有至少一個劃分軌跡(Teilungsspur)的整體量具，借助于該至少一個劃分軌跡對機(jī)軸的角度調(diào)節(jié)進(jìn)行絕對編碼，
-第一掃描設(shè)備，用第一掃描設(shè)備可掃描最少一個劃分軌跡用于產(chǎn)生第一位置信號，
-第一單圈分析單元，用于根據(jù)第一位置信號形成第一單圈代碼字，
-第一多圈分析單元，用于根據(jù)第一位置信號形成第一多圈代碼字，
-第二掃描設(shè)備，通過第二掃描設(shè)備可掃描最少一個劃分軌跡用于產(chǎn)生第二位置信號， -第二單圈分析單元，用于根據(jù)第二位置信號形成第二單圈代碼字，
-第二多圈分析單元，用于根據(jù)第二位置信號形成第二多圈代碼字，
-電池，通過電池可在缺失主電源的情況下至少對于形成多圈代碼字所需的組件供應(yīng)能量，
多圈旋轉(zhuǎn)感測器包括第一電池監(jiān)視單元，通過第一電池監(jiān)視單元可監(jiān)視電池的功能并且可通過至少一個電池狀態(tài)信號表示。
[0014]任務(wù)的第二部分通過根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于運(yùn)行多圈旋轉(zhuǎn)感測器的方法來解決。
[0015]在此提出用于運(yùn)行多圈旋轉(zhuǎn)感測器的方法，具有
-具有至少一個劃分軌跡的整體量具，借助于至少一個劃分軌跡對機(jī)軸的角度調(diào)節(jié)絕對編碼，
-第一掃描設(shè)備，通過第一掃描設(shè)備可掃描最少一個劃分軌跡用于產(chǎn)生第一位置信號， -第一單圈分析單元，用于根據(jù)第一位置信號形成第一單圈代碼字，
-第一多圈分析單元，用于根據(jù)第一位置信號形成第一多圈代碼字，
-第二掃描設(shè)備，通過第二掃描設(shè)備可掃描最少一個劃分軌跡用于產(chǎn)生第二位置信號， -第二單圈分析單元，用于根據(jù)第二位置信號形成第二單圈代碼字，
-第二多圈分析單元，用于根據(jù)第二位置信號形成第二多圈代碼字，
-電池，通過電池在缺失主電源的情況下為至少對于形成多圈代碼字所需的組件供應(yīng)能量，
其中電池的功能用第一電池監(jiān)視單元監(jiān)視并且通過至少一個電池狀態(tài)信號表示。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的多圈旋轉(zhuǎn)感測器，以及根據(jù)本發(fā)明的用于運(yùn)行這種多圈旋轉(zhuǎn)感測器的方法的其他優(yōu)點(diǎn)從實(shí)施方式的下列描述中給出。
【附圖說明】
[0017]其示出
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的多圈旋轉(zhuǎn)感測器的框圖，
圖2示出充電狀態(tài)監(jiān)視單元的原理圖以及圖3示出持續(xù)性監(jiān)視單元的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]在圖1中示出根據(jù)本發(fā)明的多圈旋轉(zhuǎn)感測器的框圖。它基于電感掃描原理，如例如在DE 102008015837 Al中所述，在這里對其進(jìn)行明確引用。
[0019]盡管如此明確指出，本發(fā)明并非固定在物理掃描原理上。如此還可以使用例如光電，磁或電容掃描原理。
[0020]多圈旋轉(zhuǎn)感測器具有具有至少一個劃分軌跡的整體量具10，借助于至少一個劃分軌跡對機(jī)軸的角度調(diào)節(jié)絕對編碼。在示出示例中整體量具10包括兩個劃分軌跡20，30，其中整體量具10和劃分軌跡20，30僅抽象地簡化示出。在實(shí)際的實(shí)現(xiàn)中整體量具10可以例如實(shí)施為代碼盤，其抗扭地與要測量其角度位置/轉(zhuǎn)動數(shù)的機(jī)軸相連。劃分軌跡20，30可以由導(dǎo)電的和不導(dǎo)電的區(qū)域組成，其中心地關(guān)于代碼盤的旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)布置在不同的半徑上。
[0021]要測量的角度位置在這個示例中模擬地編碼，即在掃描劃分軌跡20，30的情況下產(chǎn)生模擬掃描信號，從掃描信號的幅度和/或相位位置可確定輸入機(jī)軸W的角度位置。但是備選地對此角度位置還可以數(shù)字地編碼，例如其方式為劃分軌跡具有多軌跡數(shù)字代碼，例如格雷碼，或一軌跡鏈條碼，所謂的“偽代碼”(PRC)。數(shù)字編碼例如在光電掃描原理的情況下優(yōu)選使用。
[0022]為了產(chǎn)生第一位置信號PSl現(xiàn)在設(shè)置第一掃描設(shè)備40。第一掃描設(shè)備包括激勵器單元50，激勵器單元連同激勵線圈60產(chǎn)生電磁場，電磁場的強(qiáng)度受劃分軌跡20，30影響。為了檢測電磁場，設(shè)置兩對第一接收線圈70，80，其中每對接收線圈70，80生成相對彼此相移的位置信號，位置信號實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)方向無關(guān)的位置檢測。在此第一接收線圈對70用于掃描第一劃分軌跡20并且第二接收線圈對80用于掃描第二劃分軌跡30。在接收線圈70，80中在運(yùn)行中感應(yīng)電壓，感應(yīng)電壓的幅度取決于代碼盤，或者要測量的機(jī)軸的角度調(diào)節(jié)。感應(yīng)的電壓輸送到第一信號處理單元90，第一信號處理單元中電壓在其作為第一位置信號PSl一方面輸出到第一單圈分析單元100并且另一方面輸出到第一多圈分析單元110之前，例如被濾波并且放大。
[0023]第一單圈分析單元100處理第一位置信號PSl到第一單圈代碼字SC1，第一單圈代碼字指示要測量的機(jī)軸的角度位置。
[0024]第一多圈分析單元110而是處理第一位置信號PSl到第一多圈代碼字MC1，第一