DE102018218124A1

DE102018218124A1 - Kompakte pseudozufällige Skala und Lesekopf für einen Absolut-Positionsgeber induktiver Art

Info

Publication number: DE102018218124A1
Application number: DE102018218124.1A
Authority: DE
Inventors: James Allen Hitchman; Ted Staton Cook
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2017-10-23
Filing date: 2018-10-23
Publication date: 2019-04-25
Also published as: CN109696112B; CN109696112A; JP2019078754A; JP7153531B2; US10724877B2; US20190120660A1

Abstract

Ein Absolut-Positionsgeber umfasst eine Skala und einen Detektor, welcher der Skala überlagert ist. Die Skala umfasst ein periodisches Muster der Wellenlänge Wf und ein Codemuster, das eine Bitlänge Wcode aufweist. Der Detektor umfasst einen Satz von periodischen Mustersensoren und M Sätze von Codemustersensoren. M ist mindestens gleich zwei. Die Konfigurationsgrundsätze umfassen: a) Wcode ist größer als Wf und ist höchstens M*Wf, und b) die Sätze von Codemustersensoren befinden sich entlang der Messachse in jeweiligen Ausrichtungspositionen, die derart konfiguriert sind, dass, wenn sich das Codemuster in einer einzigen Richtung bewegt, es sich um aufeinanderfolgende Ausrichtungsintervalle bewegt, die jeweils höchstens Wf sind, um sich auf aufeinanderfolgende Ausrichtungspositionen auszurichten. Es wird eine Signalverarbeitung bereitgestellt, um die absolute Position basierend auf den M jeweiligen Sätzen von Codedetektorsignalen und räumlich periodischen Signalen, die in den Sensorelementen für ein periodisches Muster auf Grund des periodischen Musters entstehen, zu bestimmen.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft im Allgemeinen Präzisionsmessinstrumente und insbesondere Absolut-Positionsgeber, die induktive Messprinzipien verwenden.
Allgemeiner Stand der Technik
Es sind diverse optische, kapazitive, magnetische und induktive Messwandler und Bewegungs- oder Positionsgeber verfügbar. Diese Messwandler verwenden diverse geometrische Konfigurationen eines Senders und eines Empfängers in einem Lesekopf, um eine Bewegung zwischen dem Lesekopf und einer Skala zu messen. Induktive Sensoren sind bekanntlich eine der Sensorarten, die für Verunreinigung durch Teilchen, Öl, Wasser und andere Fluide höchst unempfindlich ist. Das US-Patent Nr. 6,011,389 (Patent '389), das hiermit zur Bezugnahme vollständig übernommen wird, beschreibt einen Induktionsstrom-Positionsgeber, der bei hochgenauen Anwendungen verwendbar ist. Die US-Patente Nr. 5,973,494 und 6,002,250 , die hiermit jeweils zur Bezugnahme vollständig übernommen werden, beschreiben Inkremental-Induktions-Messschieber und lineare Skalen, die signalgebende und signalverarbeitende Schaltungen umfassen. Die US-Patente Nr. 5,886,519, 5,841,274, 5,894,678, 6,400,138 und 8,309,906 , die hiermit jeweils zur Bezugnahme vollständig übernommen werden, beschreiben Absolut-Induktions-Messschieber und elektronische Messbänder, die den Induktionsstrom-Messwandler verwenden. Wie in diesen Patenten beschrieben, kann der Induktionsstrom-Messwandler unter Verwendung einer bekannten Leiterplatten-Technologie ohne Weiteres hergestellt werden.
Verschiedene Umsetzungen des Induktionsstrom-Messwandlers (und andersartiger Messwandler) können entweder als Inkremental- oder als Absolut-Positionsgeber umgesetzt werden. Im Allgemeinen verwenden Inkremental-Positionsgeber eine Skala, die es ermöglicht, die Verlagerung eines Lesekopfes mit Bezug auf eine Skala zu bestimmen, indem inkrementelle Einheiten der Verlagerung ausgehend von einem Anfangspunkt entlang der Skala kumuliert werden. Bei bestimmten Anwendungen, wie etwa denjenigen, bei denen Codierer in Vorrichtungen mit geringem Energieverbrauch verwendet werden, ist es jedoch eher erwünscht, Absolut-Positionsgeber zu verwenden. Absolut-Positionsgeber stellen ein einzigartiges Ausgangssignal oder eine Kombination von Signalen in jeder Position (eines Lesekopfes) entlang einer Skala bereit. Sie benötigen keine ständige Kumulierung von inkrementellen Verlagerungen, um eine Position zu identifizieren. Somit ermöglichen Absolut-Positionsgeber diverse Energiesparmethoden, unter anderen Vorteilen. Zusätzlich zu den zuvor erwähnten Patenten offenbaren die US-Patente Nr. 3,882,482, 5,965,879, 5,279,044, 5,237,391, 5,442,166, 4,964,727, 4,414,754, 4,109,389, 5,773,820 und 5,010,655 diverse Codiererkonfigurationen und/oder Signalverarbeitungstechniken, die Absolutpositionsgeber betreffen, und werden hiermit zur Bezugnahme vollständig übernommen.
Die Begriffe „Spur“ oder „Skalenspur“, wie sie hier verwendet werden, beziehen sich im Allgemeinen auf eine Region der Skala oder des Skalenmusters, die sich in der Messachsenrichtung erstreckt und eine ungefähr konstante Breite und Position in der Richtung, die zu der Messachse querliegt, aufweist. Eine Skalenspur liegt im Allgemeinen unter einem bestimmten Satz von Detektoren während einer relativen Bewegung in der Messachsenrichtung und ist darauf ausgerichtet. Die Detektoren sprechen auf ein Muster von Skalenelementen in der darunterliegenden Skalenspur an, um Positionssignale zu generieren, die von der Detektorposition entlang der Spur abhängig sind.
Eine übliche Technik zum Codieren der absoluten (ABS) Position in einen Codierer besteht darin, einen Satz von binär codierten Skalenspuren, die zu einer inkrementellen oder periodischen Skalenspur parallel angeordnet sind, zu verwenden. Um eine Positionsmehrdeutigkeit und die Verwendung der interpolierten analogen Messung der inkrementellen oder periodischen Skalenspur für eine hochauflösende Messung zu vermeiden, muss die binär codierte Skalenspur eine räumliche Auflösung oder Messauflösung aufweisen, die mindestens so fein wie die räumliche Wellenlänge der periodischen Skalenspur ist. In diesem Fall identifiziert jeder einzigartige Codewert eine bestimmte angrenzende periodische Wellenlänge eindeutig. Entsprechend weist die niedrigstwertige Binärspur gewöhnlich eine Codebitlänge auf, die gleich oder kleiner als die periodische Wellenlänge der inkrementellen Spur ist.
Bei kompakten Anwendungen, bei denen es erwünscht ist, die Breite der Skala quer zur Messachsenrichtung zu reduzieren, ist es üblich, einen „N-Bit-“ Pseudozufallscode zu verwenden, wobei es sich um einen seriellen Binärcode handelt, bei dem jeder Satz von N angrenzenden Codebits, die in der Messachsenrichtung angeordnet sind, eine einzigartige Position in der Messachsenrichtung darstellt (wobei N eine Ganzzahl ist). (Dies ist anders als „paralleler“ Binärcode, der für jede Binärstelle getrennte Codespuren verwendet, die auf einer breiten Skala in einer Richtung, die zur Messachsenrichtung querliegt, angeordnet sind). Für einen seriellen Binärcode begibt sich eine Bewegung in der Messachsenrichtung um ein Bit zu dem nächsten Codewert (der N Bits umfasst, die in der Messachsenrichtung angeordnet sind). Ähnlich wie die obige Beschreibung des Binärcodes, ist es, um eine Positionsmehrdeutigkeit und die Verwendung der interpolierten analogen Messung der inkrementellen oder periodischen Skalenspur für eine hochauflösende Messung zu vermeiden, im Allgemeinen notwendig, dass die Pseudozufallscode-Skalenspur eine räumliche Auflösung oder Messauflösung aufweist, die mindestens so fein wie die räumliche Wellenlänge der periodischen Skalenspur ist. In diesem Fall identifiziert jeder einzigartige Codewert eine bestimmte angrenzende periodische Wellenlänge eindeutig. Ansonsten kann es sein, dass die Betätigung nicht immer zuverlässig ist, oder dass eine unerwünscht aufwendige Signalverarbeitung am Lesekopf notwendig ist, oder dergleichen. Entsprechend weist eine pseudozufällige Skalenspur gewöhnlich eine Codebitlänge auf (die hier als Wcode bezeichnet wird), die gleich oder kleiner als die periodische Wellenlänge der inkrementellen Spur ist (die hier als Wf bezeichnet wird), insbesondere bei Codierern, die eine induktive Sensortechnologie verwenden. Diverse Umsetzungen von Pseudozufallscode-Systemen in einem induktiven Absolutpositionsgeber werden beispielsweise in dem zuvor übernommenen US-Patent Nr. 5,841,274 ausführlich beschrieben.
Die bekannten Techniken, die darin bestehen, binäre serielle Codespuren (z.B. pseudozufällige Codespuren) in Absolutpositionsgebern umzusetzen, sind jedoch nicht für alle Anwendungen geeignet oder ideal. Die Benutzer wünschen sich Verbesserungen an den zuvor angesprochenen bekannten Codierersystemen, um verbesserte Kombinationen von kompakter Größe, Messbereich, Auflösung, Betriebszuverlässigkeit, reduzierter elektronischer Komplexität und geringeren Kosten bei diversen Umsetzungen bereitzustellen. Konfigurationen für Absolut-Positionsgeber, die derartige verbesserte Kombinationen bereitstellen, wären wünschenswert.
KURZDARSTELLUNG
Die vorliegende Kurzdarstellung wird bereitgestellt, um eine Auswahl von Konzepten in vereinfachter Form einzubringen, die nachstehend in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Die Kurzdarstellung ist nicht dazu gedacht, Hauptmerkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, und ist auch nicht dazu gedacht, als Hilfsmittel zum Bestimmen des Umfangs des beanspruchten Gegenstands verwendet zu werden.
Es wird ein elektronischer Absolut-Positionsgeber bereitgestellt, der beispielsweise als hochpräziser elektronischer digitaler Indikator, als Mikrometer, als lineare Skala, als lineares Messgerät usw. umgesetzt sein kann. Er kann auch für diverse Drehumsetzungen angepasst werden (bei denen die Messachsenrichtung beispielsweise einen Kreis oder einen Bogen beschreibt und die Skala eine kreisförmige oder gekrümmte Spur ist, die sich an einem Drehelement befindet.)
Der Codierer umfasst eine Skala, die sich in einer Messachsenrichtung erstreckt, einen Detektor und eine Signalverarbeitungskonfiguration, die eine absolute Position des Detektors entlang der Skala basierend auf Detektorsignalen, die von dem Detektor bereitgestellt werden, bestimmt.
Die Skala umfasst Signalmodulations-Skalenmuster, die ein periodische Muster und ein Codemuster der absoluten Position umfassen. Das periodische Muster weist eine räumliche Wellenlänge Wf auf und erstreckt sich in der Messachsenrichtung in einer periodischen Skalenspur an der Skala. Das Codemuster der absoluten Position weist eine Codebitlänge Wcode auf und erstreckt sich in der Messachsenrichtung in einer Codeskalenspur an der Skala. Das Absolutcodemuster ist konfiguriert, um einen absoluten Codebereich ACR bereitzustellen, in dem jede Gruppe von N aufeinanderfolgenden Codebits eine entsprechende absolute Position innerhalb des absoluten Codebereichs ACR einzigartig identifiziert.
Der Detektor ist konfiguriert, um in der Nähe der Skala mit einer relativen Bewegung zwischen dem Detektor und der Skala in der Messachsenrichtung montiert zu sein. Der Detektor umfasst im Allgemeinen eine felderzeugende Konfiguration, die mindestens eine Leiterschleife umfasst, die ein wechselndes Magnetfeld erzeugt, und Sensorelemente, die jeweilige Leiterschleifen umfassen, die mindestens einen Teil des wechselnden Magnetfeldes empfangen und ein entsprechendes Signal generieren, das von den Signalmodulations-Skalenmustern an einem angrenzenden Abschnitt der Skala abhängig ist.
Die Sensorelemente umfassen einen Satz von Sensorelementen für ein periodisches Muster und M Sätze von Sensorelementen für ein Codemuster, wobei M eine Ganzzahl ist, die mindestens gleich zwei ist. Der Satz von Sensorelementen für ein periodisches Muster ist angeordnet, um dem periodischen Muster überlagert zu sein (z.B. der periodischen Skalenspur überlagert und zugewandt zu sein), und um einen Satz von räumlich periodischen Detektorsignalen bereitzustellen, die von dem periodischen Muster an dem angrenzenden Abschnitt der Skala abhängig sind, wobei jedes Element des Satzes von Sensorelementen für ein periodisches Muster ein jeweiliges periodisches Signal bereitstellt, das eine jeweilige räumliche Phase aufweist. Die M Sätze von Sensorelementen für ein Codemuster sind angeordnet, um dem Codemuster der absoluten Position überlagert zu sein (z.B. der Codeskalenspur überlagert und zugewandt zu sein), und sie stellen M jeweilige Sätze von Codedetektorsignalen bereit. M Sätze von Sensorelementen für ein Codemuster umfassen mindestens erste und zweite Sätze von Sensorelementen für ein Codemuster, die mindestens N Elemente umfassen, die in der Messachsenrichtung beabstandet sind, um mindestens N aufeinanderfolgende Codebits an dem angrenzenden Abschnitt der Skala abzufühlen und entsprechende erste und zweite Sätze von Codedetektorsignalen bereitzustellen.
Die zuvor angesprochene Kombination von Elementen ist gemäß den hier offenbarten Grundsätzen ferner folgendermaßen konfiguriert:

Wcode ist größer als Wf; und ist höchstens M*Wf;
Die Sätze von Sensorelementen für ein Codemuster befinden sich in der Messachsenrichtung in jeweiligen Codeausrichtungspositionen, die derart konfiguriert sind, dass während sich das Codemuster der absoluten Position in einer einzigen Richtung entlang der Messachse mit Bezug auf den Detektor bewegt, es sich um aufeinanderfolgende Ausrichtungsintervalle bewegt, um sich auf jede aufeinanderfolgende Ausrichtungsposition auszurichten oder erneut auszurichten, und jedes aufeinanderfolgende Ausrichtungsintervall höchstens Wf ist; und
Der elektronische Absolut-Positionsgeber umfasst ferner eine Signalverarbeitungskonfiguration, welche die M jeweiligen Sätze von Codedetektorsignalen eingibt und die absolute Position des angrenzenden Abschnitts der Skala mit einer groben Auflösung, die mindestens so fein wie Wf ist, basierend auf den M jeweiligen Sätzen von Codedetektorsignalen bestimmt, und ferner die absolute Position des angrenzenden Abschnitts der Skala mit einer feinen Auflösung, die mindestens so fein wie 0,1*Wf ist, mindestens basierend auf den räumlich periodischen Detektorsignalen bestimmt. Beispielhafte Operationen oder Grundsätze, welche die Signalverarbeitungskonfiguration verwenden kann, werden nachstehend ausführlicher offenbart.

Ein Absolut-Codierersystem, bei dem Wcode größer als Wf ist, ist bei Absolutpositionsgebern von der Art mit Pseudozufallscode ungewöhnlich, und zwar besonders ungewöhnlich mit Bezug auf Absolutpositionsgeber magnetischer oder induktiver Art. Wie zuvor angegeben, wurde Wcode typischerweise gleich oder kleiner als die periodische Wellenlänge Wf der inkrementellen Spur gestaltet, um das zuvor angesprochene Problem der Positionsmehrdeutigkeit zu vermeiden. Gemäß den hier offenbarten Grundsätzen wird das Problem der Positionsmehrdeutigkeit jedoch behoben, wenn Wcode größer als Wf ist, indem die Signale analysiert werden, die durch die M Sätze von Sensorelementen für ein Codemuster bereitgestellt werden, um die Codeposition mit Bezug auf den Detektor mit einer Auflösung zu bestimmen, die besser als Wcode ist. Dies wird erreicht, indem die zuvor angesprochenen diversen Merkmale gemäß den Grundsätzen, die nachstehend ausführlicher beschrieben werden, verwendet werden. Ein derartiges Absolut-Codierersystem bietet bei gewissen Umsetzungen gewisse Vorteile, und zwar insbesondere bei Umsetzungen, bei denen Wf gering ist (z.B. kleiner als 5 mm oder 2 mm oder 1 mm oder weniger) und ein relativ großer absoluter Bereich (z.B. das mehrfache Zehnfache oder Hundertfache von Wf) erwünscht ist, und/oder bei Umsetzungen, bei denen das Reduzieren der Detektorabmessungen und/oder der Komplexität oder Größe der Bitverarbeitung besonders wichtig ist bzw. sind (z.B. in kleinen Messgerätgehäusen oder dergleichen). Diese und andere Vorteile werden nachstehend ausführlicher erklärt.
Figurenliste
Es zeigen:

1 und 2 Diagramme, die Abschnitte eines bekannten Absolut-Codierersystems umfassen, das eine erste bekannte Codesensorkonfiguration verwendet.
3 ein Diagramm, das gewisse Aspekte einer zweiten bekannten Codesensorkonfiguration zeigt, die bei einer Variante des in 1 und 2 gezeigten Absolut-Codierersystems verwendet werden kann.
4 eine teilweise schematische isometrische Ansicht, die gewisse Merkmale und Parameterbeziehungen in einem Absolut-Codierersystem zeigt, um diverse Probleme zu erläutern, die mit den Bauformen aus dem Stand der Technik und den in 1 bis 3 gezeigten Codesensorkonfigurationen verknüpft sein können, im Gegensatz zu gewissen Vorteilen, die gemäß den hier offenbarten diversen Grundsätzen geboten werden können.
5 eine schematische Darstellung, die gewisse Aspekte davon abbildet, wie ein digitaler Positionscode gemäß den hier offenbarten Grundsätzen abgefühlt und verarbeitet werden kann, um die codierte Position mit einer Auflösung aufzulösen, die genauer ist als die Auflösung, die durch die Codebitlänge bereitgestellt wird, in einer ersten Umsetzung, die zwei Sätze von Sensorelementen für ein Codemuster verwendet.
6 eine schematische Darstellung, die gewisse Aspekte davon abbildet, wie ein digitaler Positionscode gemäß den hier offenbarten Grundsätzen abgefühlt und verarbeitet werden kann, um die codierte Position mit einer Auflösung aufzulösen, die genauer ist als die Auflösung, die durch die Codebitlänge bereitgestellt wird, in einer zweiten Umsetzung, die drei Sätze von Sensorelementen für ein Codemuster verwendet.
7 ist ein Blockdiagramm von beispielhaften Komponenten einer Umsetzung einer Signalverarbeitungskonfiguration, das gewisse Aspekte davon abbildet, wie ein digitaler Positionscode gemäß den hier offenbarten Grundsätzen abgefühlt und verarbeitet werden kann, um die codierte Position mit einer Auflösung aufzulösen, die genauer ist als die Auflösung, die durch die Codebitlänge bereitgestellt wird.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 und 2 sind Diagramme, die Abschnitte eines bekannten Absolut-Codierersystems 400 induktiver Art, das eine erste bekannte Codesensorkonfiguration verwendet, umfassen. Die Diagramme aus 1 und 2 werden in dem zuvor übernommenen US-Patent Nr. 5,841,274 (Patent '274) offenbart. Bei diversen Umsetzungen gemäß den hier offenbarten Grundsätzen können die Sensorprinzipien und die Signalverarbeitung, die in dem Patent '274 gelehrt werden, kombiniert mit den hier offenbarten Grundsätzen verwendet werden. Diverse Aspekte des Absolut-Codierersystems 400 werden hier kurz zusammengefasst. Weitere dazugehörige Einzelheiten, Erklärungen und Lehren stehen in dem Patent '274 zur Verfügung.
Das Codierersystem 400 umfasst einen Lesekopf 402 (der einen Detektor umfasst, der einen Felderzeuger und Abtastelemente umfasst, die nachstehend beschrieben werden), der in der Nähe einer Skala 404 mit einer relativen Bewegung zwischen dem Detektor und der Skala in einer Messachsenrichtung MA montiert ist. Das Skalenelement 404 erstreckt sich entlang einer Messachsenrichtung MA und umfasst Signalmodulations-Skalenmuster. Die Signalmodulations-Skalenmuster umfassen ein periodisches Muster bzw. eine „feine Wellenlängenskala“ 418, die eine räumliche Wellenlänge 304 aufweist und sich in der Richtung der Messachse MA in einer periodischen Skalenspur erstreckt. Die Empfängerwicklungen 414 und 416 des Lesekopfes 402 stellen einen Satz von Sensorelementen für ein periodisches Muster bereit, die in Verbindung mit der felderzeugenden Senderwicklung 412 funktionieren, um einen „feinen Wellenlängenmesswandler“ 410 bereitzustellen. Kurz gesagt wird die felderzeugende Senderwicklung 412 mit einem wechselnden Strom angesteuert, um ein wechselndes Magnetfeld durch die Empfängerwicklungen 414 und 416 hindurch zu erzeugen, wobei es sich um „verdrehte“ Leiterschleifen handelt, die das wechselnde Magnetfeld empfangen und im Idealfall als Reaktion auf das wechselnde Magnetfeld eine Leerausgabe erzeugen, wenn die Flussunterbrecher 170 des periodischen Muster 418 nicht vorhanden sind. Auf Grund des Signalmodulationseffekts des periodischen Musters 418 erzeugen die Empfängerwicklungen 414 und 416 jedoch ein räumlich periodisches Signal, das von der Position des angrenzenden periodischen Musters 418 abhängig ist. Es versteht sich, dass jede der Empfängerwicklungen 414 und 416 ein jeweiliges periodisches Signal erzeugt, das auf Grund ihrer unterschiedlichen Stellen am Lesekopf 402 eine jeweilige räumliche Phase aufweist (z.B. um „Quadratur-“ Signale bei der abgebildeten Umsetzung bereitzustellen, wie es in der Technik bekannt ist).
Die Signalmodulations-Skalenmuster umfassen ferner ein Codemuster der absoluten Position oder eine „binär codierte Skala“ 458, das bzw. die sich in der Richtung der Messachse MA in einer Codeskalenspur erstreckt. Das Codemuster 458 weist eine Codebitlänge entlang der Messachse MA auf, die bei diversen Umsetzungen ungefähr mit dem Abstand 308 von Rand zu Rand zusammenfällt. Die Codebitlänge wird in der folgenden Beschreibung manchmal als Codebitlänge Wcode bezeichnet.
Die „symmetrischen Paare“ 457 des Lesekopfes 402 stellen einen Satz von Sensorelementen für ein Codemuster bereit, die in Verbindung mit der felderzeugenden Senderwicklung 452 funktionieren, um einen „binär codierten Messwandler“ 450 bereitzustellen. Bei der abgebildeten Umsetzung wird ein N-Bit-Binärcode verwendet, wobei N = 8. Kurz gesagt wird die felderzeugende Senderwicklung 452 mit einem wechselnden Strom angesteuert, um ein wechselndes Magnetfeld durch die 8 symmetrischen Paare 457 hindurch zu erzeugen, bei denen es sich um „verdrehte“ Leiterschleifen handelt (die jeweils eine Schleife 454 mit positiver Polarität und eine Schleife 456 mit negativer Polarität umfassen), die das wechselnde Magnetfeld empfangen und im Idealfall als Reaktion auf das wechselnde Magnetfeld eine Leerausgabe erzeugen, wenn die Flussunterbrecher 170 der Codemuster der absoluten Position 458 nicht vorhanden sind. Auf Grund des Signalmodulationseffekts des Codemusters der absoluten Position 458 erzeugt der Satz von acht Sensorelementen für ein Codemuster (d.h. der Satz von acht symmetrischen Paaren 457) einen entsprechenden Satz von Codedetektorsignalen, die von den N aufeinanderfolgenden Codebits an dem angrenzenden Abschnitt des Codemusters der absoluten Position oder der „Binärcodeskala“ 458 abhängig sind. Bei der abgebildeten Umsetzung umfasst die Binärcodeskala 458 einen oberen Abschnitt 459 und einen unteren Abschnitt 459'. Wie gezeigt kann für jedes Codebit ein Flussmodulator oder Unterbrecher 170 in einem von den oberen oder unteren Abschnitten angeordnet sein und kann in dem anderen Abschnitt fehlen, um ein Signal der gewünschten Polarität in dem überlagerten symmetrischen Paar 457 zu erstellen. Eine positive Spannung (z.B. über einer Schwelle oder einem Referenzpegel) kann einer logischen „1“ entsprechen, und eine negative Spannung kann einer logischen „0“ entsprechen.
2 zeigt eine beispielhafte Umsetzung der Schaltung 240 zum Erzeugen und Verarbeiten von Signalen, die mit dem Lesekopf 402 verbunden ist. In 2 können Elemente, welche die gleiche Nummer wie in 1 aufweisen, ähnlich oder identisch sein und sind basierend auf der vorhergehenden Beschreibung zu verstehen. Diverse Aspekte der Schaltung 240 zum Erzeugen und Verarbeiten von Signalen werden hier kurz zusammengefasst. Weitere dazugehörige Einzelheiten, Erklärungen und Lehren stehen in dem Patent '274 zur Verfügung.
Kurz gesagt steuert bezüglich des feinen Wellenlängenmesswandlers 410 der Signalgeber 250 die felderzeugende Senderwicklung 412 wie zuvor angesprochen an. Das sich ergebende Signal in den Empfängerwicklungen 414 oder 416 kann durch den Schalter 243 ausgewählt werden und durch den Vorverstärker 245 verstärkt werden und in eine Abtast-Halte-Schaltung 260 eingegeben werden und durch den A/D-Wandler 246 umgewandelt werden. Der Mikroprozessor 241 kann dann die räumlich periodischen Signalwerte und ihre Beziehung gemäß bekannten Verfahren zur Verarbeitung von Quadratursignalen analysieren, um eine hochauflösende interpolierte Positionsmessung in einer lokalen räumlichen Wellenlänge 304 bereitzustellen, die durch den „binär codierten Messwandler“ 450 (oder 450') angegeben wird, wie es nachstehend näher beschrieben wird.
Kurz gesagt steuert bezüglich des binär codierten Messwandlers 450 der Signalgeber 250 die felderzeugende Senderwicklung 452 wie zuvor angesprochen an. Bei der abgebildeten Umsetzung werden die Senderwicklungen 412 oder 452 durch eine Betätigung des Schalters 242 unter der Kontrolle der digitalen Steuereinheit 244 ausgewählt. Bei anderen Umsetzungen, wie in dem Patent ‚274 angegeben, kann jedoch eine einzige Senderwicklung zur Verwendung durch die beiden Messwandler 410 und 450 (oder 450‘) konfiguriert sein. Auf jeden Fall können die sich ergebenden acht Signale in den symmetrischen Paaren 457 des binär codierten Messwandlers 450 (oder 450') in eine Abtast-Halte-Schaltung 460 eingegeben werden, durch die Vorverstärker 262 verstärkt werden und gleichzeitig durch die Abtast-Halte-Schaltungen 464 aufgenommen werden. Die digitale Steuereinheit 244 kann anschließend die abgetasteten Signale auswählen, indem sie die diversen Schalter in der Abtast-Halte-Schaltung 460 steuert, wie abgebildet, so dass jedes Signal durch den A/D-Wandler 246 umgewandelt werden kann. Der Mikroprozessor 241 kann dann die diversen Codebit-Signalwerte analysieren (z.B. indem er sie mit einem Binärsignal-Schwellenwert vergleicht) und eine vorbestimmte Logik verwenden, um die Beziehung zwischen den Codebitwerten zu analysieren, um das entsprechende Absolutpositions-Codewort zu bestimmen. Das Patent '274 lehrt diverse alternative Verfahren der Verwendung dieser Codebit-Signalwerte und/oder ihrer logischen Beziehungen, um eine bestimmte absolute Positionsbeziehung entlang der Messachse MA mit einer Auflösung einer 1 Codebitlänge zu identifizieren. Daher ist es nicht notwendig, diese Verfahren hier zu wiederholen. Es ist jedoch erwähnenswert, dass in dem Patent '274 auf jeden Fall gelehrt wird, dass die Auflösung des absoluten Positionscodes (d.h. seine Codebitlänge) nicht größer als die räumliche Wellenlänge 304 des periodischen Musters der „feinen Wellenlängenskala“ 418 ist und bevorzugt kleiner als diese ist. Ansonsten entspricht der absolute Code einer bestimmten Wellenlänge oder Periode der feinen Wellenlängenskala 418 nicht eindeutig, was zu einem möglichen Positionsfehler oder einer Ungewissheit einer Wellenlänge führt, und zwar trotz der Auflösung unterhalb der Wellenlänge, die durch den feinen Wellenlängenmesswandler 410 bereitgestellt wird. Bei dem bevorzugten Beispiel, das in 1 und 2 abgebildet ist, ist die Codebitlänge oder der Abstand 308 von Rand zu Rand nur die Hälfte der räumlichen Wellenlänge 304, um eine Fehlerspanne bereitzustellen und einen bestimmten absoluten Positionscode mit einer bestimmten Periode der räumlichen Wellenlänge 304 eindeutig zu verknüpfen trotz möglicher Signalmessfehler oder dergleichen eindeutig zu verknüpfen. Unter den zuvor angesprochenen Bedingungen lehrt das Patent '274, dass ein grobauflösender absoluter Positionscode mit einer hochauflösenden interpolierten Positionsmessung innerhalb einer bestimmten Periode der räumlichen Wellenlänge 304 kombiniert werden kann, um eine hochauflösende absolute Positionsmessung bereitzustellen, wie es der Fachmann ohne Weiteres verstehen wird.
Die Lehren des Patents '274 erkennen ein mögliches Problem bei der in 1 und 2 gezeigten Codeabfühlanordnung. Insbesondere wenn die acht symmetrischen Paare 457 auf eine Zwischenposition zwischen den Codeelementen der Binärcodeskala 458 ausgerichtet sind, wie in 1 gezeigt, dann kann der Signalwert eines symmetrischen Paars 457 an einem Übergang zwischen den Codewerten einen „leeren“ bzw. undefinierten Signalwert ergeben. Beispielsweise erläutern die ersten, dritten, vierten, siebten und achten symmetrischen Paare 457 von links in 1 diesen Zustand. Das Patent '274 lehrt, dass eine Lösung für dieses Problem erzielt werden kann, indem gewisse Codewerte ausgeschlossen werden, die „keinem Codewertübergang“ und „allen Codewertübergängen“ zwischen den angrenzenden Codebits in einem Codewort entsprechen. In diesem Fall ist es möglich, alle Codewerte entlang der Skala trotz des Vorkommens von diversen undefinierten Signalwerten in diversen Positionen logisch zu decodieren. Dies kann jedoch aus verschiedenen Gründen bei diversen Anwendungen unpraktisch oder unzuverlässig sein. Daher lehrt das Patent '274 auch die nachstehend mit Bezug auf 3 abgesprochene Lösung.
3 ist ein Diagramm, das gewisse Aspekte einer zweiten bekannten Codeabfühlkonfiguration zeigt, die in einem Absolut-Codierersystem 800 verwendbar ist, wobei es sich bei einigen Umsetzungen um eine Variante des in 1 und 2 gezeigten Absolut-Codierersystems handeln kann. Das Diagramm aus 3 wird in dem zuvor übernommenen Patent '274 offenbart, um das zuvor angesprochene Problem zu lösen, bei dem der Signalwert eines oder mehrerer symmetrischer Paare 857 (ähnlich oder identisch zu dem zuvor beschriebenen symmetrischen Paar 457) an einem Übergang zwischen den Codewerten (z.B. in der Binärcodeskala 458) einen „leeren“ bzw. einen undefinierten Signalwert erzeugen kann. Das periodische Signal λ810 kann übernommen werden, um die periodische räumliche Phasenposition entlang des periodischen Musters der in 1 und 2 gezeigten feinen Skala 418 darzustellen. Wie in 3 gezeigt, kann vorausgesetzt werden, dass die Codebitlänge oder der Abstand 308 von Rand zu Rand gleich der räumlichen Wellenlänge 304 (oder kleiner als diese) ist. Wie in dem Patent '274 beschrieben, umfasst bei dem in 3 gezeigten Binärskalenmesswandler die Codeabfühlkonfiguration einen ersten Satz 821 von symmetrischen Paaren 827 und einen zweiten Satz 823 von symmetrischen Paaren 827. Insbesondere sind der erste Satz 821 und der zweite Satz 823 um die Hälfte der Codebitlänge oder des Abstands 308 von Rand zu Rand versetzt. Falls somit einer der Sätze 821 oder 823 an Übergängen zwischen den Codeskalenelementen positioniert ist (wie beispielsweise in 1 abgebildet), ist der andere Satz 821 oder 823 auf die Codeskalenelemente ausgerichtet. Obwohl somit einer der Sätze 821 oder 823 undefinierte Codesignale aufweisen kann, sind bei dem anderen Satz 821 oder 823 alle Codesignale ausreichend definiert.
Das Patent '274 gibt auch das Verfahren an, das zu verwenden ist, um zu bestimmen, welcher der Sätze 821 oder 823 in einer bestimmten Position zu verwenden ist. Grundsätzlich gibt das Patent '274 an, dass der feine Wellenlängenmesswandler (z.B. der in 1 und 2 gezeigte feine Wellenlängenmesswandler 410) verwendet werden kann, um zu bestimmen, welcher der Sätze 821 oder 823 zu verwenden ist. Bei dem abgebildeten Beispiel, bei dem vorausgesetzt wird, dass die feine Wellenlänge 304 gleich der Codebitlänge oder dem Abstand 308 von Rand zu Rand ist, ist dann, wenn die Spannungsamplitude einer der Empfängerwicklungen (z.B. der in 1 und 2 gezeigten Empfängerwicklungen 414 oder 416) positiv ist, ein erster der Sätze 821 oder 823 zu verwenden. Wenn dagegen die Amplitude dieser Empfängerwicklung negativ ist, ist der andere der Sätze 821 oder 823 zu verwenden. Das Patent '274 lehrt kein anderes Verfahren zum Bestimmen, welcher der Sätze 821 oder 823 zu verwenden ist.
4 ist eine teilweise schematische isometrische auseinandergezogene Ansicht, die gewisse Merkmale und Parameterbeziehungen in einem Absolut-Codierersystem 100 zeigt, um diverse Probleme abzubilden, die bei gewissen Umsetzungen mit den Bauformen und den in 1 bis 3 gezeigten Codeabfühlkonfigurationen verknüpft sein können, im Gegensatz zu gewissen Vorteilen, die bereitgestellt werden können, falls das Absolut-Codierersystem 100 diverse Merkmale gemäß den hier offenbarten Grundsätzen einbezieht. Es versteht sich, dass gewisse Musterdimensionen (z.B. Wcode und 304 - auch als Wf bezeichnet) zum Zweck der Erläuterung vergrößert sind.
Das abgebildete Absolut-Codierersystem 100 umfasst einen Lesekopf 102, der eine Schaltung oder Konfiguration 140 zur Signalverarbeitung umfasst, einen Detektor 105, der einen Felderzeuger 112 und Sensorelemente mit periodischem Muster 110' und Sensorelemente mit Codemuster 150' umfasst (nachstehend beschrieben), der in der Nähe einer Skala 104 mit einer relativen Bewegung zwischen dem Detektor 105 und der Skala 104 in einer Messachsenrichtung MA montiert ist. Das Skalenelement 104 erstreckt sich in der Messachsenrichtung MA und umfasst Signalmodulations-Skalenmuster. Die Signalmodulations-Skalenmuster umfassen ein periodisches Muster 118 (von dem in 4 nur ein Abschnitt gezeigt ist), das eine räumliche Wellenlänge 304 aufweist, die sich in der Richtung der Messachse MA in einer periodischen Skalenspur erstreckt 118'. Die Sensorelemente mit periodischem Muster 110' umfassen die Empfängerwicklungen 114 und 116 des Lesekopfes 102, die einen Satz von zwei Sensorelementen für ein periodisches Muster bereitstellen, die in Verbindung mit der felderzeugenden Senderwicklung 112 funktionieren, um eine feine Wellenlängenmessung bereitzustellen, wie zuvor mit Bezug auf die entsprechenden Elemente in 1 und 2 angesprochen. Kurz gesagt wird die felderzeugende Senderwicklung 112 mit einem wechselnden Strom angesteuert, um ein wechselndes Magnetfeld durch die Empfängerwicklungen 114 und 116 hindurch zu erzeugen, bei denen es sich um „verdrehte“ Leiterschleifen handelt (ähnlich oder identisch zu den in 1 und 2 gezeigten Empfängerwicklungen 414 und 416 angeordnet), die das wechselnde Magnetfeld empfangen und im Idealfall als Reaktion auf das wechselnde Magnetfeld eine Leerausgabe erzeugen, wenn die Flussunterbrecher 170 des periodischen Musters 118 nicht vorhanden sind. Auf Grund des Signalmodulationseffekts des periodischen Musters 118 erzeugen die Empfängerwicklungen 114 und 116 jedoch ein räumlich periodisches Signal, das von der Position des angrenzenden periodischen Musters 118 abhängig ist. Es versteht sich, dass jede der Empfängerwicklungen 114 und 116 (116 nicht gezeigt) konfiguriert ist, um ein jeweiliges periodisches Signal zu erzeugen, das auf Grund ihrer verschiedenen Stellen entlang des Lesekopfes 102 eine jeweilige räumliche Phase aufweist (z.B. um „Quadratur-“ Signale zu erzeugen, wie für die entsprechenden Elemente in 1 und 2 abgebildet, und wie es in der Technik bekannt ist).
Die Signalmodulations-Skalenmuster umfassen ferner ein Codemuster der absoluten Position 158 (von dem in 4 nur ein Abschnitt gezeigt ist), das sich in der Richtung der Messachse MA in einer Codeskalenspur 158' erstreckt. Das Codemuster 158 weist eine Codebitlänge Wcode entlang der Messachse MA auf. Die Sensorelemente mit Codemuster 150' können mindestens erste und zweite Sätze von N Sensorelementen für ein Codemuster umfassen, um ein N-Bit-Codewort abzufühlen. Ein derartiger Satz, mit N = 6, ist in 4 gezeigt. Zusätzliche Sätze von Codemusterelementen sind der Übersichtlichkeit der Abbildung halber in 4 nicht gezeigt. Es versteht sich jedoch, dass im Allgemeinen mindestens ein zweiter Satz enthalten ist (z.B. in einer ähnlichen Konfiguration wie die in 3 gezeigte, welche die ersten und zweiten Sätze 821 und 823 umfasst). Ganz allgemein können die Sensorelemente mit Codemuster 150' M Sätze von Sätzen von Sensorelementen für ein Codemuster umfassen, die angeordnet sind, um dem absoluten Codepositionsmuster 158 überlagert zu sein, und um M Sätze von Codedetektorsignalen bereitzustellen, wobei M eine Ganzzahl ist, die mindestens gleich zwei ist. Bei diversen Umsetzungen kann jedes Codesensorelement 157 dem in 1 und 2 gezeigten symmetrischen Paar 457 entsprechen. Die M jeweiligen Sätze von Sensorelementen für ein Codemuster sind angeordnet, um dem absoluten Codepositionsmuster 158 überlagert zu sein, und funktionieren in Verbindung mit der felderzeugenden Senderwicklung 112, um M Sätze von Codedetektorsignalen bereitzustellen, die gemäß den zuvor erwähnten Grundsätzen von den N aufeinanderfolgenden Codebits an dem angrenzenden Abschnitt des Codemusters der absoluten Position 158 abhängig sind.
Es werden nun diverse Parameterbeziehungen in einer praktischen Umsetzung des Absolut-Codierersystems 100 beschrieben. Ein Hohlraum oder eine Öffnung GHC für ein Messgerätgehäuse ist in 4 schematisch dargestellt. Es versteht sich, dass es bei diversen Umsetzungen notwendig sein kann, dass sich die Skala 104 und der Lesekopf 102 in dem Hohlraum GHC für ein Messgerätgehäuse befinden oder darin versiegelt sind. Es ist häufig eine praktische Bedingung, dass die Dimension des Messgerätgehäuses und des Hohlraums für ein Messgerätgehäuse minimiert wird (z.B. bei Messuhren oder linearen Messgeräten oder dergleichen). Die Skala ist typischerweise an einem Lagersystem montiert und wird in der Messachsenrichtung MA im Innern des Hohlraums GHC für ein Messgerätgehäuse geführt. Somit ist der Messbereich bei einem derartigen Messgerät höchstens der in 4 gezeigte Stellbereich TR, bei dem es sich um die Differenz zwischen der Dimension des Hohlraums GHC für ein Messgerätgehäuse in der Messachsenrichtung MA und der Gesamtskalenlänge Lscale handelt. Der Messbereich bei einem derartigen Messgerät ist ferner höchstens der in 4 gezeigte Betriebsbereich OR, bei dem es sich um die Differenz zwischen der Gesamtskalenlänge Lscale und der notwendigen Detektorlänge Ldet handelt. Somit erhöht für eine gegebene Dimension des Hohlraums GHC für ein Messgerätgehäuse und Skalenlänge Lscale das Verringern der Detektorlänge Ldet den brauchbaren Messbereich des Messgeräts, - wobei es sich um ein sehr wünschenswertes Kennzeichen eines Messgeräts handelt. Bei diversen Umsetzungen kann es wünschenswert sein, dass Ldet höchstens 20 Millimeter oder 16 Millimeter oder noch weniger ist.
Das Vorstehende setzt jedoch auch voraus, dass der absolute Codebereich ACR, der durch das absolute Codepositionsmuster 158 mit N Bits bereitgestellt wird, kein einschränkender Faktor ist. D.h. es ist ebenfalls eine Bedingung, dass das absolute Codepositionsmuster mit N Bits 158 einen absoluten Codebereich ACR bereitstellt, der gleich oder größer als der gewünschte brauchbare Messbereich des Messgeräts ist. Im Allgemeinen ist der ungefähre absolute Codebereich ACR eines N-Bit-Codes der hier beschriebenen Art ungefähr ACR ≃ (2^N - 1)*Wcode, was bedeutet, dass das Erhöhen der Anzahl von Bits in dem Code und/oder das Erhöhen von Wcode ein Mittel bereitstellt bzw. bereitstellen, um den absoluten Codebereich ACR zu vergrößern.
Bei einigen Anwendungen kann es jedoch unerwünscht sein, die Anzahl von Codebits N zu erhöhen. Beispielsweise können bei diversen Umsetzungen die Verbindungen und/oder Schaltungen, die verfügbar sind, um Codesensorsignale in der Signalverarbeitungskonfiguration 140 zu verarbeiten, durch praktische Überlegungen, wie etwa Platz, Kosten oder zulässige Messprobenverarbeitungszeit eingeschränkt sein. Beispielsweise hat sich bei einigen Anwendungen herausgestellt, dass es wünschenswert sein kann, N-Bit-Codes zu verwenden, wobei N = 6 oder weniger. Was das Problem bei Messgerätanwendungen, wie etwa denjenigen, die in 4 dargestellt sind, noch verschärft, ist, dass die räumliche Wellenlänge 304 (nachstehend auch als feine räumliche Wellenlänge Wf bezeichnet) des periodischen Musters durch die Notwendigkeit, eine hohe Auflösung und Genauigkeit (z.B. in einer Größenordnung von 10 oder 5 Mikrometern oder sogar 1 Mikrometer oder weniger) bereitzustellen, eingeschränkt sein kann. In diesem Fall kann angesichts der praktischen Signalinterpolationsstufen die räumliche Wellenlänge auf 2 oder 1 Millimeter oder sogar weniger eingeschränkt sein. In diesem Fall müssen die Sätze von Codedetektorsignalen eine Auflösung und Genauigkeit bereitstellen, die besser als diese kleinen räumlichen Wellenlängen sind. Das Patent '274 und andere bekannte Absolut-Codierersysteme lehren, dass dies erreicht wird, indem Wcode gleich oder kleiner als die räumliche Wellenlänge 304 (d.h. Wf) gemacht wird, die in dem Patent '274 im Allgemeinen als in der Größenordnung von 5 Millimetern liegend angesehen wird. Für eine räumliche Wellenlänge Wf von 1 Millimeter bedeutet dies jedoch, dass die Lehren des Patents '274 und andere bekannte Absolut-Codierersysteme angeben, dass der absolute Codebereich ACR für einen 6-Bit-Code ungefähr 64 Millimeter ist, was für zahlreiche Anwendungen zu klein und daher im Allgemeinen nicht annehmbar ist.
4 gibt eine Lösung für das zuvor angesprochene Problem an. Insbesondere zeigt 4 eine Dimension für Wcode, die größer als die räumliche Wellenlänge Wf ist, was den Lehren des Patents '274 und anderen bekannten Absolut-Codierersystemen, die eine magnetische oder induktive Sensortechnologie verwenden, widerspricht. Bei der bestimmten Umsetzung, die in 4 abgebildet ist, Wcode ≃1,5*Wf. Diese bestimmte Umsetzung kann mit Wf = 1 Millimeter verwendet werden und den absoluten Codebereich ACR für einen 6-Bit-Code auf ungefähr 96 Millimeter vergrößern, was für zahlreiche Anwendungen ausreichend ist. Dies ist jedoch nur erläuternd und nicht einschränkend. Ganz allgemein ist gemäß den nachstehend ausführlicher beschriebenen Grundsätzen ein Absolut-Positionsgeber, der Leiterschleifen als Sensoren verwendet, wie hier offenbart und beansprucht, derart konfiguriert, dass Wcode größer als Wf ist (z.B. 1,25 Wf oder 1,5 Wf oder 2 Wf oder mehr) und höchstens M*Wf ist, wenn M Sätze von Sensorelementen für ein Codemuster verwendet werden. Diverse Überlegungen bezüglich der Anordnungen der M Sätze von Sensorelementen für ein Codemuster und der diesbezüglichen Signalverarbeitung, um die Mängel und Auflagen aus dem Stand der Technik zu beheben und die Verwendung einer Konfiguration zu ermöglichen, bei der Wcode größer als Wf ist, werden nachstehend ausführlicher beschrieben.
5 ist eine schematische Darstellung 500, die gewisse Aspekte davon abbildet, wie ein digitaler Positionscode gemäß den hier offenbarten Grundsätzen abgefühlt und verarbeitet werden kann, um die codierte Position mit einer Auflösung aufzulösen, die genauer ist als die Auflösung, die durch die Codebitlänge Wcode bereitgestellt wird. 5 stellt eine erste Umsetzung dar, die zwei Sätze von Sensorelementen für ein Codemuster verwendet (d.h. M gleich zwei). Jeder Satz von Sensorelementen für ein Codemuster ist durch ein einziges seiner Elemente dargestellt. Der erste Satz von Sensorelementen für ein Codemuster ist durch das repräsentative Sensorelement eines ersten Satzes RSES1 dargestellt. Der zweite Satz von Sensorelementen für ein Codemuster ist durch das repräsentative Sensorelement des zweiten Satzes RSES2 dargestellt.
Gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung befinden sich die M Sätze von Sensorelementen für ein Codemuster in der Messachsenrichtung in jeweiligen Codeausrichtungspositionen (CAP), die derart konfiguriert sind, dass wenn sich das Codemuster der absoluten Position in einer einzigen Richtung entlang der Messachse mit Bezug auf den Detektor bewegt, es sich um aufeinanderfolgende Ausrichtungsintervalle bewegt, um sich auf jede aufeinanderfolgende Ausrichtungsposition auszurichten oder erneut auszurichten, und jedes aufeinanderfolgende Ausrichtungsintervall höchstens Wf ist. Dieser Grundsatz ist in 5 durch die jeweilige Codeausrichtungsposition CAP1, die in einer Referenzposition angegeben ist, welche die Mittellinie des repräsentativen Sensorelements RSES1 ist, und die jeweilige Codeausrichtungsposition CAP2, die in einer Referenzposition angegeben ist, welche die Mittellinie des repräsentativen Sensorelements RSES2 ist, dargestellt. Wie in 5 gezeigt, unterscheiden sich diese Codeausrichtungspositionen um ein Ausrichtungsintervall Dcap12, welches das Intervall ist, über das sich das Codemuster der absoluten Position 558 bewegen muss, um sich von einer Ausrichtung auf CAP1 in eine Ausrichtung auf CAP2 zu bewegen. Im Allgemeinen kann auch ein aufeinanderfolgendes Ausrichtungsintervall Dcap21 definiert werden, das mit dem Codemuster der absoluten Position 558 verknüpft ist, das sich weiter in die gleiche Richtung von der Ausrichtung auf CAP2 in die Ausrichtung auf CAP1 bewegt. Bei der bestimmten Umsetzung, die in 5 abgebildet ist, ist Dcap12 gleich Wcode/2 und Dcap12 = Dcap21. Bei diversen anderen Umsetzungen kann Dcap12 jedoch anders als Dcap21 sein, solange die beiden Ausrichtungsintervalle nicht größer als Wf sind.
Es versteht sich, dass in der Praxis die repräsentativen Sensorelemente RSES1 und RSES2 und die jeweiligen Sätze von Sensorelementen, die sie darstellen, in der Messachsenrichtung an einem Lesekopf (z.B. ähnlich wie in 3 für die Sensorelementensätze 821 und 823 abgebildet) überlagert oder verschachtelt sein können. In 5 sind sie nur getrennt, um die hier beschriebenen Betriebsgrundsätze deutlicher zu erläutern. Dies gilt auch für das Codemuster der absoluten Position 558, das als ein und dasselbe Codemuster auf einer Skala darstellend zu verstehen ist. Somit befindet sich das in 5 abgebildete Codemuster der absoluten Position 558 in der gleichen Position in der Messachsenrichtung MA in jeder seiner repräsentativen Instanzen. Zum Zweck der Erläuterung umfasst das abgebildete Codemuster der absoluten Position 558 nur Codebitwerte, die in der Messachsenrichtung MA abwechseln. Es versteht sich, dass diverse Codewörter angrenzende Codebits aufweisen können, die gleich sind. Wie jedoch hier zuvor angegeben, sollte ein Codemuster der absoluten Position im Allgemeinen mindestens einen Übergang zwischen angrenzenden Codebits in jedem Codewort aufweisen. Daher ist das abgebildete Codemuster der absoluten Position 558 nützlich, um wichtige Grundsätze mit Bezug auf einen derartigen Code zu erläutern.
Der abgebildete Signalpegel SL1 (oder SL2) ist für eine Codesignalgröße in diversen relativen Positionen zwischen den repräsentativen Sensorelementen RSES1 (oder RSES2) und dem Absolutcodemuster 558 in der Messachsenrichtung MA repräsentativ. Um die repräsentativen Codesignalgrößen CSM1 und CSM2 in einer beliebigen Position einfacher zu vergleichen, bedeutet eine durchgezogene Linie bei SL1 (oder SL2) das Signal, das sich aus der abgebildeten Polarität der Codebits des Codemusters der absoluten Position 558 ergibt, wohingegen die gestrichelte Linie bei SL1 (oder SL2) ein Signal bedeutet, das sich aus einer umgekehrten Polarität der Codebits im Vergleich zu denjenigen ergeben würde, die durch das absolute Positionsmuster 558 abgebildet sind, und die „doppelten“ Codesignalgrößen CSM1 und CSM2 sind dazwischen angegeben. Dadurch dass das Ausrichtungsintervall Dcap12 gleich Wcode/2 ist, werden die Empfindlichkeiten der Signalpegel SL1 und SL2 der repräsentativen Sensorelemente RSES1 und RSES2 um eben diesen Betrag im Verhältnis zueinander verschoben, wenn das Codemuster der absoluten Position 558 in der,Messachsenrichtung MA bewegt wird. Eine beispielhafte Codereferenzposition CRP ist in 5 angegeben. In dieser Codereferenzposition CRP befindet sich das repräsentative Sensorelement RSES1 an dem Übergang zwischen den Codeelementen und gibt daher eine symmetrische oder undefinierte Signalgröße „Undef“ aus. Der Abstand zwischen diesen Signalgrößen Undef ist Wcode, wie gezeigt. Dagegen ist in dieser Codereferenzposition CRP das repräsentative Sensorelement RSES2 direkt über einem Codeelement ausgerichtet und gibt die größtmögliche Signalgröße aus. Wie in 5 gezeigt, erfahren die Signalpegel SL1 und SL2 einen vollständigen Zyklus zwischen diesen Signalgrößen über einen Abstand Wcode.
5 zeigt auch, dass zwischen einer Codeposition, die durch die Referenzlinie RL1 dargestellt wird, und einer Codeposition, die durch die Referenzlinie RL2 dargestellt wird, die Signalgröße des repräsentativen Sensorelements RSES2 größer als die des repräsentativen Sensorelements RSES1 ist, wie durch die schattierte größere Signalgrößenregion LS2 dargestellt (die sich bei einer Positionsänderung von Wcode periodisch wiederholt, wie durch die größere Signalgrößenregion LS2' gezeigt, und so weiter.). Ähnlich ist zwischen einer Codeposition, die durch die Referenzlinie RL2 dargestellt wird, und einer Codeposition, die durch die Referenzlinie RL3 dargestellt wird, die Signalgröße des repräsentativen Sensorelements RSES1 größer als die des repräsentativen Sensorelements RSES2, wie durch die schattierte größere Signalgrößenregion LS1 dargestellt (die sich bei einer Positionsänderung von Wcode periodisch wiederholt, wie durch die größere Signalgrößenregion LS1' gezeigt, und so weiter).
Entsprechend versteht es sich, dass für diese Umsetzung, falls eine Signalverarbeitung ausgeführt wird, um zu bestimmen, welcher der ersten und zweiten Sätze von Sensorelementen (durch die repräsentativen Sensorelemente RSES1 und RSES2 dargestellt) die größte(n) Signalgröße(n) aufweist, dann die absolute Codeposition mit einer Auflösung von ungefähr Wcode/2 bestimmt werden kann (für den Fall von idealen oder nahezu idealen Signalen), wie durch die Positionsauflösung oder Länge in der Messachsenrichtung MA der größeren Signalgrößenregionen LS1 und/oder LS2 angegeben. Beispielhafte Operationen oder Grundsätze, die durch die Signalverarbeitungskonfiguration verwendet werden können, um zu bestimmen, welcher Satz von Sensorelementen die größte(n) Signalgröße(n) aufweist, werden nachstehend näher beschrieben.
Wie zuvor angegeben kann jedes Ausrichtungsintervall (z.B. Dcap12, Dcap21) bei diversen Umsetzungen gemäß der vorliegenden Offenbarung höchstens Wf sein (oder bevorzugt etwas weniger, um eine robustere Fehlerspanne bereitzustellen). Entsprechend ist für diese bestimmte Umsetzung Wcode größer als Wf und kann höchstens 2*Wf oder bevorzugt etwas weniger sein. Wie zuvor angemerkt, ist ein Absolut-Codierersystem, bei dem Wcode größer als Wf ist, bei Absolutpositionsgebern von der Art mit Pseudozufallscode ungewöhnlich, und insbesondere ungewöhnlich mit Bezug auf die Verwendung dieser Codes bei Absolutpositionsgebern magnetischer oder induktiver Art.
6 ist eine schematische Darstellung 600, die gewisse Aspekte davon abbildet, wie ein digitaler Positionscode gemäß den hier offenbarten Grundsätzen abgefühlt und verarbeitet werden kann, um die codierte Position mit einer Auflösung aufzulösen, die genauer ist als die Auflösung, die durch die Codebitlänge Wcode bereitgestellt wird. 6 ist im Wesentlichen ähnlich wie 5 und ist entsprechend zu verstehen. Daher werden hier nur wesentliche Unterschiede beschrieben.
6 ist ähnlich wie 5, außer dass sie eine zweite Umsetzung darstellt, die drei Sätze von Sensorelementen für ein Codemuster (d.h. M gleich drei) statt zwei Sätzen wie in 5 verwendet. Ähnlich wie 5 ist jeder Satz von Sensorelementen für ein Codemuster jeweils durch ein einziges seiner Elemente RSES1, RSES2 und RSES3 dargestellt. Gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung befinden sich die M Sätze von Sensorelementen für ein Codemuster in der Messachsenrichtung in jeweiligen Codeausrichtungspositionen (CAP), die derart konfiguriert sind, dass, wenn sich das Codemuster der absoluten Position in einer einzigen Richtung entlang der Messachse mit Bezug auf den Detektor bewegt, es sich um aufeinanderfolgende Ausrichtungsintervalle bewegt, um sich auf jede aufeinanderfolgende Ausrichtungsposition auszurichten oder erneut auszurichten, und jedes aufeinanderfolgende Ausrichtungsintervall höchstens Wf ist. Dieser Grundsatz ist in 6 durch die jeweiligen Codeausrichtungspositionen CAP1, CAP2 und CAP3 dargestellt, die in einer Referenzposition angegeben sind, welche die Mittellinie jeweils der entsprechenden repräsentativen Sensorelemente RSES1, RSES2 und RSES3 ist. Wie in 6 gezeigt, unterscheiden sich CAP1 und CAP2 um ein Ausrichtungsintervall Dcap12, und CAP2 und CAP3 unterscheiden sich um ein Ausrichtungsintervall DcapCAP23. Bei dieser bestimmten, in 6 abgebildeten Umsetzung DcapCAP12 = DcapCAP23 = Wcode/3. Dcap12 ist das Intervall, um das sich das Codemuster der absoluten Position 558 bewegen muss, um sich von der Ausrichtung auf CAP1 zu der Ausrichtung auf CAP2 zu begeben. Dcap23 ist das Intervall, über das sich das Codemuster der absoluten Position 558 bewegen muss, um sich von der Ausrichtung auf CAP2 zu der Ausrichtung auf CAP3 zu begeben. Im Allgemeinen kann auch ein aufeinanderfolgendes Ausrichtungsintervall Dcap31 definiert werden, das mit dem Codemuster der absoluten Position 558 verknüpft ist, das sich weiter in der gleichen Richtung von der Ausrichtung auf CAP3 zu der Wiederausrichtung eines aufeinanderfolgenden Codebits oder Wortes auf CAP1 begibt, und so weiter. Bei der bestimmten, in 6 abgebildeten Umsetzung Dcap12 = Dcap23 = Dcap31 = Wcode/3. Bei diversen anderen Umsetzungen müssen jedoch nicht alle Ausrichtungsintervalle gleich sein, solange jedes Ausrichtungsintervall nicht größer als Wf ist.
Es versteht sich, dass sich in der Praxis die repräsentativen Sensorelemente RSES1, RSES2 und RSES3 und die jeweiligen Sätze von Sensorelementen, die sie darstellen, in der Messachsenrichtung an einem Lesekopf überlagert oder verschachtelt sein können (z.B. ähnlich wie in 3 für die Sensorelementsätze 821 und 823 abgebildet), wobei sie einem einzigen Codemuster der absoluten Position 558 überlagert sind. Sie sind in 5 nur der übersichtlicheren Abbildung der hier beschriebenen Betriebsgrundsätze halber getrennt. Es versteht sich, dass das Codemuster der absoluten Position 558 ein und dasselbe Codemuster auf einer Skala darstellt.
Die abgebildeten Signalpegel SL1, SL2 und SL3 und die angegebenen Codesignalgrößen sind ähnlich wie die in 5 abgebildeten. Dadurch dass die Ausrichtungsintervalle DcapCAP12 und DcapCAP23 gleich Wcode/3 sind, werden die Empfindlichkeiten der Signalpegel SL1, SL2 und SL3 der repräsentativen Sensorelemente RSES1, RSES2 und RSES3 im Verhältnis zueinander um eben diese Beträge verschoben, wenn das Codemuster der absoluten Position 558 in der Messachsenrichtung MA bewegt wird. Folglich zeigt 6, dass zwischen einer Codeposition, die durch die Referenzlinie RL1 dargestellt wird, und einer Codeposition, die durch die Referenzlinie RL2 dargestellt wird, die Signalgröße des repräsentativen Sensorelements RSES2 größer ist als die der repräsentativen Sensorelemente RSES1 und RSES3, wie durch die schattierte größere Signalgrößenregion LS2 dargestellt (die sich bei einer Positionsänderung von Wcode periodisch wiederholt, wie durch die größere Signalgrößenregion LS2' gezeigt, und so weiter). Ähnlich ist zwischen einer Codeposition, die durch die Referenzlinie RL2 dargestellt wird, und einer Codeposition, die durch die Referenzlinie RL3 dargestellt wird, die Signalgröße des repräsentativen Sensorelements RSES3 größer als die der repräsentativen Sensorelemente RSES1 und RSES2, wie durch die schattierte größere Signalgrößenregion LS3 dargestellt (die sich bei einer Positionsänderung von Wcode periodisch wiederholt, wie durch die größere Signalgrößenregion LS3' gezeigt, und so weiter.) Ähnlich ist zwischen einer Codeposition, die durch die Referenzlinie RL3 dargestellt wird, und einer Codeposition, die durch die Referenzlinie RL4 dargestellt wird, die Signalgröße des repräsentativen Sensorelements RSES1 größer als die der repräsentativen Sensorelemente RSES2 und RSES3, wie durch die schattierte größere Signalgrößenregion LS1 angegeben (die sich bei einer Positionsänderung von Wcode periodisch wiederholt, durch die größere Signalgrößenregion LS1' gezeigt, und so weiter.)
Entsprechend versteht es sich, dass für diese Umsetzung, falls eine Signalverarbeitung ausgeführt wird, um zu bestimmen, welcher von den ersten, zweiten und dritten Sätzen von Sensorelementen (durch die repräsentativen Sensorelemente RSES1, RSES2 und RSES3 dargestellt) die größte(n) Signalgröße(n) aufweist, dann die absolute Codeposition mit einer Auflösung von ungefähr Wcode/3 (für den Fall von idealen oder fast idealen Signalen) bestimmt werden kann, wie durch die Positionsauflösung oder Länge in der Messachsenrichtung MA der größeren Signalgrößenregionen LS1, LS2 und/oder LS3 angegeben. Bei diversen Umsetzungen kann der Satz, der die größte Signalgröße aufweist, bestimmt werden, indem seine summierten absoluten Signalwerte oder seine summierten quadrierten Signalwerte oder dergleichen verglichen werden. Diese Vergleichsverfahren sind jedoch nur beispielhaft und nicht einschränkend.
7 ist ein Blockdiagramm 700 der beispielhaften Komponenten einer Umsetzung einer Signalverarbeitungskonfiguration, das gewisse Aspekte davon abbildet, wie ein digitaler Positionscode gemäß den hier offenbarten Grundsätzen abgefühlt und verarbeitet werden kann, um die codierte Position mit einer Auflösung aufzulösen, die genauer ist als die Auflösung, die durch die Codebitlänge bereitgestellt wird.
Wie in 7 gezeigt, gibt die Signalverarbeitungskonfiguration die M jeweiligen Sätze von N Codedetektorsignalen (bei der abgebildeten Umsetzung M = 2, N = 6) ein, die ersten und zweiten Sätzen von Codedetektorsignalen entsprechen, die jeweils als Set1-Signaleingaben und Set2-Signaleingaben eingegeben werden. Die Signale können aus den ersten und zweiten Sätzen von Sensorelementen für ein Codemuster (z.B. jeweils Set1 und Set2) gemäß den zuvor angesprochenen Grundsätzen generiert werden (beispielsweise können die Signale ähnlich bereitgestellt werden wie diejenigen, die an den Abtast-Halte-Schaltungen 464 bereitgestellt werden, wie mit Bezug auf 2 beschrieben.) Die Signale können dann auf zwei parallelen Signalwegen geleitet werden. Ein Weg führt zu einer Anordnung von Vergleichern 771, welche die Signale mit einer digitalen Signalreferenzspannung vergleichen und die Signale zu Binärcodesignalen digitalisieren. Auf dem anderen Weg werden die Set1-Signale zu einer Set1-Gleichrichterschaltung 773 geleitet, und die Set2-Signale werden zu einer Set2-Gleichrichterschaltung 774 geleitet. Die Gleichrichterschaltungen 773 und 774 geben die Größen der Set1- und Set2-Signale jeweils an eine Set1-Summierschaltung 775 und eine Set2-Summierschaltung 776 aus. Die Set1-Summierschaltung 775 und eine Set2-Summierschaltung 776 geben ihre Set1- und Set2-Summiersignale an eine Vergleichs- und Steuerschaltung 777 aus, die gemäß bekannten Verfahren bestimmt, welches der Signale größer ist. Die Vergleichs- und Steuerschaltung 777 gibt dann ein Schaltsteuersignal, das auf dieser Bestimmung basiert, an eine Schaltmatrix 778 aus, und gibt ein Signal der Positionscodeausrichtung, das auf dieser Bestimmung basiert, an eine Schaltung oder Routine 779 zum Bestimmen einer absoluten Position aus. Falls beispielsweise das Set1-Summiersignal größer ist, dann bewirkt das Schaltsteuersignal, das an die Schaltmatrix 778 gesendet wird, dass sie Binärcodesignale, die Set1 entsprechen, als den absoluten Positionscodewert ausgibt, der dann an die Schaltung 779 zum Bestimmen einer absoluten Position gesendet wird. Das Signal der Positionscodeausrichtung, das an die Schaltung oder Routine 779 zum Bestimmen einer Position durch die Vergleichs- und Steuerschaltung 777 gesendet wird, ist ein Signal, das in diesem Fall angibt, dass Set1 den absoluten Positionscodewert bereitgestellt hat, was bewirkt, dass die Schaltung oder Routine 779 zum Bestimmen einer Position die Codeausrichtungsposition des Set1-Satzes von Sensorelementen für ein Codemuster mit diesem absoluten (Set1) Positionscodewert verknüpft. Falls dagegen das Set2-Summiersignal größer ist, dann bewirkt das Schaltsteuersignal, das an die Schaltmatrix 778 gesendet wird, dass sie Binärcodesignale, die Set2 entsprechen, als den absoluten Positionscodewert ausgibt, der dann an die Schaltung 779 zum Bestimmen einer absoluten Position gesendet wird. Das Signal der Positionscodeausrichtung, das an die Schaltung oder Routine 779 zum Bestimmen einer Position durch die Vergleichs- und Steuerschaltung 777 gesendet wird, ist ein Signal, das in diesem Fall angibt, dass Set2 den absoluten Positionscodewert bereitgestellt hat, was bewirkt, dass die Schaltung oder Routine 779 zum Bestimmen einer Position die Codeausrichtungsposition des Set2-Satzes von Sensorelementen für ein Codemuster mit dem absoluten (Set2) Positionscodewert verknüpft. In beiden Fällen ist die Schaltung oder Routine 779 zum Bestimmen einer Position konfiguriert, um den absoluten Codepositionswert und die Codeausrichtungsposition des entsprechenden Satzes von Sensorelementen für ein Codemuster einzugeben und die absolute Position des Abschnitts der Skala neben dem Detektor zu bestimmen (z.B. dem Detektor 105, der mit Bezug auf 4 beschrieben wird). Wenn die Sätze von Sensorelementen für ein Codemuster gemäß den hier zuvor offenbarten Grundsätzen konfiguriert werden, dann kann die Schaltung oder Routine 779 zum Bestimmen einer Position diese absolute Position mit einer groben Auflösung mindestens so fein wie Wf basierend auf den entsprechenden Sätzen von Codedetektorsignalen bestimmen. Da dies ausreicht, um die absolute Position innerhalb einer bestimmten Periode der Wellenlänge Wf des periodischen Musters an dem angrenzenden Abschnitt der Skala zu bestimmen, kann die Schaltung oder Routine 779 zum Bestimmen einer Position dann ferner die absolute Position des angrenzenden Abschnitts der Skala mit einer feinen Auflösung, die mindestens so fein wie 0,1*Wf ist, basierend auf den räumlich periodischen Detektorsignalen gemäß bekannten Verfahren bestimmen.
Es versteht sich, dass obwohl die in 7 gezeigte Signalverarbeitungskonfiguration für eine Umsetzung gedacht ist, die Signale verwendet, die durch zwei Sätze von Sätzen von Sensorelementen für ein Codemuster bereitgestellt werden (d.h. M = 2), sie einfach angepasst werden kann, um Signale von zusätzlichen Sätzen von Sensorelementen für ein Codemuster zu verarbeiten, indem die Signalwege für Gleichrichtung und Summierung bei Umsetzungen, bei denen M gleich 3 oder 4 oder mehr ist, wiederholt werden.
Es versteht sich, dass die zuvor angesprochenen Grundsätze auf diverse andere Ausführungsformen anwendbar sind. Diverse zuvor beschriebene Ausführungsformen können kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen bereitzustellen. Alle US-Patente, auf die in der vorliegenden Beschreibung Bezug genommen wird, werden hiermit zur Bezugnahme vollständig übernommen. Aspekte der Ausführungsformen können soweit erforderlich geändert werden, um Konzepte der diversen Patente zu verwenden, um noch andere Ausführungsformen bereitzustellen.
Diese und andere Änderungen können an den Ausführungsformen angesichts der zuvor aufgeführten Beschreibung vorgenommen werden. Im Allgemeinen sind in den folgenden Ansprüchen die verwendeten Begriffe nicht dazu gedacht, die Ansprüche auf die in der Beschreibung offenbarten spezifischen Ausführungsformen einzuschränken, sondern sind dahingehend auszulegen, dass alle möglichen Ausführungsformen zusammen mit dem gesamten Umfang der Äquivalente, zu denen diese Ansprüche berechtigt sind, enthalten sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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US 4109389 [0003]
US 5773820 [0003]
US 5010655 [0003]
US 5841274 [0006, 0017]

Claims

Elektronischer Absolut-Positionsgeber, umfassend: eine Skala, die sich in einer Messachsenrichtung erstreckt und Signalmodulations-Skalenmuster umfasst, umfassend: ein periodisches Muster, das eine räumliche Wellenlänge Wf aufweist, die sich in der Messachsenrichtung in einer periodischen Skalenspur auf der Skala erstreckt; und ein Codemuster einer absoluten Position, das eine Codebitlänge Wcode in der Messachsenrichtung aufweist, die sich in der Messachsenrichtung in einer Codeskalenspur auf der Skala erstreckt, wobei das Codemuster der absoluten Position konfiguriert ist, um einen absoluten Codebereich ACR bereitzustellen, wobei jede Gruppe von N aufeinanderfolgenden Codebits eine entsprechende absolute Position innerhalb des absoluten Codebereichs ACR einzigartig identifiziert, einen Detektor, der konfiguriert ist, der in der Nähe der Skala mit einer relativen Bewegung zwischen dem Detektor und der Skala in der Messachsenrichtung montiert zu sein, wobei der Detektor eine felderzeugende Konfiguration, die mindestens eine Leiterschleife, die ein wechselndes Magnetfeld generiert, umfasst, und Sensorelemente, die jeweilige Leiterschleifen umfassen, die mindestens einen Teil des wechselnden Magnetfeldes empfangen und ein entsprechendes Signal generieren, das von dem Signalmodulations-Skalenmuster an einem angrenzenden Abschnitt der Skala abhängig ist, umfasst, wobei die Sensorelemente umfassen: einen Satz von Sensorelementen für ein periodisches Muster, das angeordnet ist, um dem periodischen Muster überlagert zu sein und einen Satz von räumlich periodischen Detektorsignalen bereitzustellen, die von dem periodischen Muster auf dem angrenzenden Abschnitt der Skala abhängig sind, wobei jedes Element des Satzes von Sensorelementen für ein periodisches Muster ein jeweiliges periodisches Signal bereitstellt, das eine jeweilige räumliche Phase aufweist; und M Sätze von Sensorelementen für ein Codemuster, die angeordnet sind, um dem Codemuster der absoluten Position überlagert zu sein und M jeweilige Sätze von Codedetektorsignalen bereitzustellen, wobei M eine Ganzzahl ist, die mindestens gleich zwei ist, und die M Sätze mindestens erste und zweite Sätze von Sensorelementen für ein Codemuster umfassen, die mindestens N Elemente umfassen, die in der Messachsenrichtung beabstandet sind, um mindestens N aufeinanderfolgende Codebits an dem angrenzenden Abschnitt der Skala abzufühlen und entsprechende erste und zweite Sätze von Codedetektorsignalen bereitzustellen; und wobei: Wcode größer als Wf ist und höchstens M*Wf ist; sich die Sätze von Sensorelementen für ein Codemuster in der Messachsenrichtung in jeweiligen Codeausrichtungspositionen befinden, die derart konfiguriert sind, dass, wenn sich das Codemuster der absoluten Position in einer einzigen Richtung entlang der Messachse mit Bezug auf den Detektor bewegt, es sich um aufeinanderfolgende Ausrichtungsintervalle bewegt, um sich auf jede aufeinanderfolgende Ausrichtungsposition auszurichten oder erneut auszurichten, und jedes aufeinanderfolgende Ausrichtungsintervall höchstens Wf ist; und der elektronische Absolut-Positionsgeber ferner eine Signalverarbeitungskonfiguration umfasst, welche die M jeweiligen Sätze von Codedetektorsignalen eingibt und die absolute Position des angrenzenden Abschnitts der Skala mit einer groben Auflösung, die mindestens so fein wie Wf ist, basierend auf den M jeweiligen Sätzen von Codedetektorsignalen bestimmt, und ferner die absolute Position des angrenzenden Abschnitts der Skala mit einer feinen Auflösung, die mindestens so fein wie 0,1*Wf ist, basierend mindestens auf den räumlich periodischen Detektorsignalen bestimmt.
Elektronischer Absolut-Positionsgeber nach Anspruch 1, wobei M gleich zwei ist, und die ersten und zweiten Sätze von Codedetektorsignalen jeweils mindestens N Codedetektorsignale bereitstellen.
Elektronischer Absolut-Positionsgeber nach Anspruch 1, wobei M mindestens gleich drei ist.
Elektronischer Absolut-Positionsgeber nach Anspruch 1, wobei jeder der M Sätze von Codedetektorsignalen mindestens N Codedetektorsignale bereitstellt.
Elektronischer Absolut-Positionsgeber nach Anspruch 1, wobei Wf höchstens 2 mm ist, und N höchstens gleich 8 ist.
Elektronischer Absolut-Positionsgeber nach Anspruch 5, wobei M gleich zwei ist und Wcode mindestens 1,25 Wf und höchstens 1,75*Wf ist.
Elektronischer Absolut-Positionsgeber nach Anspruch 5, wobei der Detektor eine Dimension Ldet in der Messachsenrichtung aufweist, die höchstens 20 Millimeter ist.
Elektronischer Absolut-Positionsgeber nach Anspruch 5, wobei Wf höchstens 1 mm ist und N höchstens gleich 6 ist.
Elektronischer Absolut-Positionsgeber nach Anspruch 1, wobei jedes aufeinanderfolgende Ausrichtungsintervall mindestens eines von a) ungefähr gleich oder b) ungefähr Wcode/M ist.
Elektronischer Absolut-Positionsgeber nach Anspruch 1, wobei der Detektor und die Skala als ein Wirbelstrom-Messwandler konfiguriert sind, der funktioniert, indem er wechselnde Magnetfelder generiert.