專利名稱：位置測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如權(quán)利要求1所述的測定絕對位置的方法以及如權(quán)利要求12所述的位置測量裝置。
背景技術(shù)：
在許多領(lǐng)域中為了測定兩個相互運動的物體的位置越來越多地采用絕對位置測量裝置。絕對位置測量裝置相對于純的增量測量系統(tǒng)具有的優(yōu)點是，在每個相對位置中還可以在中斷電源后立即給出正確的位置信息。
所述的絕對位置在此用在多個相互平行地走行的軌跡中例如安排成格林代碼的代碼體現(xiàn)。
特別節(jié)省位置的是在單個的代碼軌跡沿測量方向相繼地安排的代碼元件。在此編碼元件是按偽隨機分布相繼地安排的，從而一定數(shù)量的序列的編碼元件相應(yīng)地構(gòu)成唯一性定義絕對位置的比特模式。在圍繞單個的編碼元件推移掃描裝置時就已經(jīng)構(gòu)成新的比特模式并且通過全部的要絕對地包括進去的測量范圍提供一系列的不同的比特模式。這樣的有序代碼稱為鏈式碼或者偽隨機代碼。
在多個軌跡及單個軌跡的絕對編碼中出現(xiàn)一方面要有節(jié)省位置的結(jié)構(gòu)，另一方面要達到高的分辨率的問題。
為了在有序的絕對編碼中提高分辨率通常是附加至少一個增量刻度的安排。這種增量刻度的周期必須與代碼元件的長度相匹配，也就是與最大可能的代碼的步長或分辨率相匹配。如在DE 41、23 722A1中所說明把增量刻度的刻度周期選擇得剛好是代碼的步長。為了進一步提高分辨率要求一個第二增量軌跡，其刻度周期是第一增量軌跡的刻度周期的分數(shù)。為了提高絕對位置測量的分辨率，也說是細分步長時就要求更多的彼此相鄰地安排的增量軌跡。
這種安排的缺點是，不可能有節(jié)省位置的結(jié)構(gòu)，并且把兩個增量軌跡的掃描元件垂直于測量方向地間隔開，結(jié)合使該裝置對于掃描單元的扭轉(zhuǎn)(Morió起伏)敏感。在兩個掃描單元與增量刻度之間扭轉(zhuǎn)時不再能夠保證所要求的兩個增量軌跡得出的掃描信號的同步。
出于這種原因，在EP 1 111 345A2中提出，在絕對代碼旁只安排單個的增量刻度，但是該增量刻度卻有兩個不同的刻度周期。為此設(shè)計出一種檢測器安排，用于以粗的信號周期產(chǎn)生第一增量信號并且以細的信號周期產(chǎn)生第二增量信號，也就是在如DE 41、23 722A1所述的裝置中要求進行同步的增量信號。對這種同步的前提是有粗的信號周期的增量信號的內(nèi)插，因此EP 1 111 345A2中提出不同的過濾措施從增量軌跡中導(dǎo)出帶有粗的信號周期的能夠內(nèi)插的增量信號。該措施為產(chǎn)生兩個能夠較好內(nèi)插的如EP 1 111 345A2中所述的增量信號要求相對較多的費用。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種絕對位置測量裝置，它可以緊湊地構(gòu)成并且用之可以以簡單的方式達到盡可能準確的高分辨率的絕對位置測量。
該任務(wù)由權(quán)利要求1的特征完成。
此外本發(fā)明還提出一種指出絕對位置的方法，用之可以達到盡可能準確的高分辨率的絕對位置測量。
該任務(wù)由權(quán)利要求12的特征完成。
本發(fā)明的有利的實施在從屬權(quán)利要求中給出。


下面參照附圖詳細地說明本發(fā)明圖1 示意性地示出帶有一個代碼軌跡和一個增量軌跡的位置測量裝置；圖2 圖1中示出的位置測量裝置的，相對于代碼軌跡和增量軌跡的檢測器元件安排，用于產(chǎn)生掃描信號；圖3 用于分析掃描信號的裝置；圖4a 在第一位置掃描增量軌跡；圖4b 在第二位置掃描增量軌跡；圖4c 在第三位置掃描增量軌跡；圖4d 在第四位置掃描增量軌跡；圖5 分析增量軌跡的掃描信號用的分配表；圖6 代碼軌跡的掃描范圍和分配給代碼軌跡的增量刻度的掃描信號。
圖7 代碼軌跡的掃描原理；圖8 用于掃描代碼軌跡從增量軌跡產(chǎn)生控制信號；圖9a 用于掃描代碼軌跡的第一掃描位置；圖9b 用于掃描代碼軌跡的第二掃描位置；圖9c 用于掃描代碼軌跡的第三掃描位置；圖9d 用于掃描代碼軌跡的第四掃描位置；
具體實施例方式
在圖1示出根據(jù)本發(fā)明實施為長度測量裝置的位置測量裝置。這種位置測量裝置按照光學(xué)掃描的原理工作，其中測量標尺1由可沿測量方向X相對于測量標尺1運動的掃描裝置2掃描。
該原理結(jié)構(gòu)相當于通常的位置測量裝置，例如如DE 41、23 722A1中所述。掃描裝置2含有光源3，其光線經(jīng)過準直透鏡照明多個軌跡5和6。把光用軌跡5和6位置相關(guān)地進行調(diào)制，從而在軌跡5和6后出現(xiàn)一個與位置相關(guān)的光分布，該光分布可以用掃描裝置2的檢測器單元7采集。
在所示的例子中軌跡5是有序的代碼，它由沿測量方向X相繼安排的相同長度的代碼元件C1、C2、C3序列組成。一個代碼元件C1、C2、C3的長度與可用之唯一性地確定絕對位置的步長相應(yīng)。
為了尤其使絕對位置測量抗干擾，每個代碼元件C1、C2、C3又由兩個沿測量方向X彼此相鄰地直接相繼安排的互補地構(gòu)成的分區(qū)域C1A、C1B；C2A、C2B；C3A、C3B組成。其中互補指的是，它們具有相反的特征，也就是按光學(xué)掃描的原理透明和不透明的，或者在入射光掃描的情況下反射的及不反射的。這樣的代碼也稱為曼徹斯特代碼。
檢測器單元7由具有個沿測量方向X安排的一串檢測元件D1至D11(詳細示于圖2和圖7中)。對代碼元件C1的每個分區(qū)域C1A、C1B在每個相對地位中唯一性地分配檢測元件D1至D11中的至少一個，從而在每個對于代碼軌跡5的檢測器單元7的相對位置中檢測器單元7從每個分區(qū)域C1A至C1B得到一個掃描信號S。把該掃描信號S輸送到分析裝置10，分析裝置10給每個代碼元件C1、C2、C3分配一個數(shù)字值B＝0或者B＝1。在曼徹斯特代碼5的情況下數(shù)字值B取決于分區(qū)域C1A至C1B的順序。例如順序C1A＝不透明和分區(qū)域C1B＝透明意味著數(shù)據(jù)值B1＝0，而序列分區(qū)域C2A＝透明和分區(qū)域C2B＝不透明意味著數(shù)據(jù)值B2＝1。一種特別地抗干擾的數(shù)字值B構(gòu)成是通過代碼元件C1的相繼的分區(qū)域C1A和C1B的掃描信號的減法器進行的，這在下文還要詳細地說明。
檢測器安排7.5是為了同時地掃描多個相繼的狀碼元件C1、C2、C3設(shè)計的。一串多個數(shù)字值B1、B2、B3給出一個定義絕對位置的代碼字CW。通過相對于標尺1推移檢測器單元7一個代碼元件C1、C2、C3的寬度及長度產(chǎn)生新的代碼字CW并且經(jīng)絕對地測量的路徑或角度構(gòu)成多個不同的代碼字CW。
為了提高分辨率，也就是，為了進一步細分絕對位置測量的步長，平行地相鄰于代碼軌跡5安排一個增量刻度6。刻度周期P的長度是一個代碼元件C1、C2、C3的長度的分數(shù)。
圖2示出圖1是示意出位置測量裝置的一部分。通過該圖表明軌跡5.6的相互之間以及對檢測器安排7.5和7.6之間的關(guān)系。
用公知的方式掃描增量刻度6，其中刻度周期P用1/4個刻度周期相互之間的距離分別分配給一個檢測器元件A、B、C、D。所述的檢測器元件A、B、C、D產(chǎn)生四個彼此相移90度的能夠內(nèi)插的正弦波形模擬信號A1至D8。平行于代碼元件C2安排八個刻度周期P1至P8。在每個刻度周期P1至P8中有檢測器元件A、B、C、D。所有刻度周期P1至P8的同相位的檢測器元件A、B、C、D相迭加，從而產(chǎn)生一個0度的信號PA、一個90度的信號PB、一個180度的信號PC和一個270度的信號PD。這四個彼此相移90度的模擬掃描信號PA、PB、PC、PD在內(nèi)插單元9中以公知的方式細分，由此得到另一個絕對的位置信息Q，后者把刻度周期P的長度細分成小的測量步長?，F(xiàn)在還存在內(nèi)插值Q只唯一性地絕對分辨代碼元件C2的一個分數(shù)，也就是測量范圍的幾分之一的問題。為了唯一性地將位置值CW和Q組合成一個共同的絕對位置測量值，從而還要求另一個位置測定。
本發(fā)明現(xiàn)在從以下認識出發(fā)，把周期P1至P8為此移動一個代碼元件C2的長度，也就是絕對位置測量的步長去觀察就足夠了。對此在刻度周期P1至P8之一內(nèi)安排一個參照標記R。檢測器安排7.6采集該參照標記在代碼元件C2上的移動。
參照標記R是部分地間斷的增量刻度6的周期。例如這種間斷是在刻度周期P1內(nèi)透明的位置上的涂黑?？潭戎芷赑1至P8序列的上級周期不受這種部分的間斷干擾。
對參照標記R在檢測器安排7.6內(nèi)部在代碼元件C2長度以上的移動的探測通過在P1至P8內(nèi)分析檢測器元件A至D的模擬掃描信號進行。第一個四組A至D的掃描信號稱為A1至D1，第二個四組A至D的掃描信號稱為A2至D2，而在代碼元件C2的長度內(nèi)的第八個四組A至D的掃描信號稱為A8至D8。
參照標記R干擾代碼元件C2的長度內(nèi)的單個位置上的掃描信號A1至D8的相繼的周期性過程，并且在圖3中所示的分析單元20確定該干擾的位置。它會檢測出干擾處在檢測器元件A、B、C、D的四組1至8的哪個中，也就是說唯一性地確定八個檢測器范圍1至8之一。于是該檢測如此地確定具有中等分辨率的絕對位置值zCW和Z以及Q的組合給出唯一性的絕對位置。
用根據(jù)本發(fā)明實施的位置測量裝置從而可以用第一步長測定粗的絕對位置值CW。該步長進一步絕對地通過掃描增量軌跡6分辨。掃描信號A1至D8在分析單元8(圖1)中這樣地處理用第二步長測出一個中等的絕對值Z，以及再用絕對較高分辨的第三步長測出一個較精細的絕對值Q。
參照圖3至圖5進一步說明一種確定位置值Z的可能性。因為參照標記R是一種涂黑，所述會通過降低幅度對單個組1至8內(nèi)的位置依賴性的掃描信號A1至D8產(chǎn)生影響。為了找到這種檢測器組1至8設(shè)有一個測定電路20。所述的測定電路20包含第一部件20.1，將八組1至8的同相掃描信號A1至A8輸送到該第一部件20.1。部件20.1確定A1至A8中哪個掃描信號有最小的幅度。以相同的方式用其它的部件20.2、20.3和20.4確定B1至B8、C1至C8和D1至D8中哪個掃描信號有最小的幅度。
為了能夠以較大的可靠性在刻度周期P1內(nèi)的每個位置中進行上述確定，以下的描施特別地有利。
公知地，在刻度周期P1內(nèi)只能夠部分的引入周期的改變R。現(xiàn)在設(shè)有一個控制單元30，它保證在刻度周期P1至P8內(nèi)一直相互比較組1至8的同相的掃描信號，在這些掃描信號中總是都含有最大幅度下降形式的信號干擾。為了說明這種事實情況在圖4a至圖4b中示出檢測器安排7.6對增量刻度6的四個不同的位置POS1至POS4。在第一位置POS1中參照標記R的檢測器元件A和B相對設(shè)置，從而在同相的掃描信號A1至A8以及同相的掃描信號B1至B8內(nèi)一個唯一的掃描信號對于另外的七個掃描信號具有最大的幅度差。從而為了測出位置Z在位置POS1中采用部件20.1.在圖5中示出POS1至POS4中的哪個位置使用哪個檢測器元件A、B、C、D或者掃描信號。因為在每個位置POS1至POS4的中可以采用兩個檢測器元件A、B、C、D或者掃描信號，在此例中也可以產(chǎn)生冗余信息。所述位置POS1至POS4在刻度周期P1至P8中通過內(nèi)插值Q唯一確定。
為了更好地說明本發(fā)明的原理，在圖2中檢測器安排7.5、7.6只在代碼元件C2的長度上延伸，為了構(gòu)成代碼字CW必須同時掃描多個代碼元件C1、C2、C3，從而在實際上，檢測器安排7.5經(jīng)多個代碼元件C1、C2、C3延伸。這時可以利用該空間有利地掃描增量6，其中八檢測器組1至8沿測量方向X的安排多次地重復(fù)。其中總對該多重安排的組1至8的同相的掃描信號進行累加，所以信號產(chǎn)生對于部分地污染相對不敏感。參照標記R的掃描也對污染非常不敏感，因為這是經(jīng)過全部掃描范圍多重掃描的，從而一個參照標記R的污染還不會導(dǎo)致信號取消。
在圖6中示出了這種多重掃描的原理。在掃描范圍7的長度內(nèi)四次地掃描參照標記R。在此掃描范圍7的長度選擇為參照標記R的間隔的四倍，以在每個位置同樣掃描多個參照標記R。在圖6中示出模擬的掃描信號之一。
下面詳細地說明代碼5的有利的安排和分析。
圖7示出代碼5相對于掃描裝置2的當前狀態(tài)。檢測元件D1至D11相互之間用代碼5的分區(qū)域C1A至C3B的寬度一半的間隔安排。由此保證在每個位置至少把一個檢測元件D1至D11唯一地分配給一個分區(qū)域C1A至C3B，而不掃描兩個分區(qū)域C1A至C3B之間的過渡。在該圖示的位置上分區(qū)域C1A由檢測元件D1掃描而分區(qū)域C1B由檢測元件D3掃描。檢測元件D1、D3采集光分布并且依賴于光強度產(chǎn)生與光強度成比例的模擬掃描信號S1A、S1B。由于兩個分區(qū)域C1A至C3B設(shè)計成互補，所以掃描信號S1A和S1B的強度也彼此相反，就是說信號電平相互間間隔得遠。
現(xiàn)在把這種信號距離用于產(chǎn)生二進制的信息B1，在其中檢驗代碼元件C1的兩個掃描信號S1A、S1B的哪個較大。這種檢驗可以通過除法器進行或者通過減法器進行。例如采用減法器時，為此如圖7所示用觸發(fā)器元件T1起比較裝置的作用。當S1A小于S1B時，觸發(fā)器元件T1產(chǎn)生B1＝0，而S1A大于S1B時，B1＝1。用相同的方式，通過掃描代碼元件C2、C3和通過觸發(fā)器元件T2、T3比較相應(yīng)的代碼元件C2、C3的分區(qū)域C2A、C2B；C3A、C3B的模擬掃描信號S2A、S2B；S3A、S3B得到二進制信息B2和B3。
對第一列互補地構(gòu)成的分區(qū)域C1A、C1B；C2A、C2B；C3A、C3B指派第一數(shù)字值，對第二列互補地構(gòu)成的分區(qū)域C1A、C1B；C2A、C2B；C3A、C3B分配第二數(shù)字值。在此例中把不透明到透明的順序分配值0而把透明到不透明的順序分配值1。
因為每個代碼元件C1、C2、C3的兩個分區(qū)域C1A、C2A、C3AC1B、C2B、C3B都是互補的，從而掃描信號的干擾間隔非常大。光源3的光強度的改變對于兩個分區(qū)域C1A、C1B、C2AC2B、C3A、C3B的掃描信號的影響相同。
由于相應(yīng)的代碼元件C1、C2、C3的兩個分區(qū)域C1A、C1B、C2AC2B、C3A、C3B是互補的，必須在位置測量裝置正確工作的條件下通過掃描這些分區(qū)域C1A、C1B；C2A、C2B；C3A、C3B產(chǎn)生其差超過規(guī)定的值的相應(yīng)的模擬掃描信號S。通過觀察這種差值可以進行良好的出錯檢驗。這種出錯檢驗的原理是，可以從在低于該差值一個規(guī)定的量時，該二進制信息B1、B2、B3是不可靠的出發(fā)，并且從而對于該二進制信息B1、B2、B3產(chǎn)生出一個報錯信號。
現(xiàn)在簡要地說明這種出錯檢驗的原理。代碼元件C1的模擬掃描信號S1A和S1B輸送到出錯檢驗裝置。所述的出錯檢驗裝置通過減法器(S1A-S1B)比較S1A和S1B，并且檢驗差值是否超過了規(guī)定的比較值。如果差值(S1A-S1B)沒有超過規(guī)定的比較值，就輸出一個報錯信號。
在圖7中示出的檢測元件D1和D2的例子可以容易地看出，在把代碼5向左移動一個分區(qū)域C1A、C1B；C2A、C2B；C3A、C3B的長度時檢測元件D1掃描分區(qū)域C1B而檢測元件D3掃描分區(qū)域C2A，也就是掃描兩個代碼元件C1、C2的分區(qū)域。從而觸發(fā)器件T1可以不發(fā)出分配給代碼元件C1、C2、C3的二進制信息B1、B2、B3。下面說明用以保證采用正確的檢測元件D1至D11也就是相應(yīng)地掃描單個代碼元件C1、C2、C3的分區(qū)域的檢測元件D1至D11產(chǎn)生代碼字的措施。
下面參照圖8和圖9a至9d說明這方面的一個優(yōu)選的措施。如前所述，平行地與代碼5相鄰安排增量軌跡6。這時通過位置值Z可以以簡單的方式區(qū)別代碼元件C1、C2、C3的左和右分區(qū)域C1A、C1B；C2A、C2B；C3A、C3B。位置值Z唯一性地確定義分區(qū)域C1A、C1B；C2A、C2B；C3A、C3B順序并且起用于確定檢測元件D1至D11的控制信號的作用，從檢測元件D1至D11中產(chǎn)生正確的代碼字CW。也就是說控制信號Z確定可以把哪些掃描信號相互比較以及可以從哪些掃描信號S得到代碼字CW的數(shù)據(jù)值B1、B2、B3。
為了進一步說明該方法在圖9a至9d中說明代碼5相對于檢測器安排7.5的四個不同的位置。檢測元件D1至D11沿測量方向X安排以相應(yīng)于分區(qū)域C1A、C1B；C2A、C2B；C3A、C3B長度的一半的間隔安排，并且把相互間以分區(qū)域C1A、C1B；C2A、C2B；C3A、C3B長度的一半的間隔安排的相應(yīng)的兩個檢測元件D1至D11以差分方式連接。
在圖9a中示出第一位置?？刂茊卧狹依據(jù)位置信息Z選出檢測元件D4和D6。代碼元件C1的比特B1通過檢測元件D4和D6減法器，也就是(D4-D6)構(gòu)成。
在圖9b中示出的第二位置中，控制單元M選出檢測元件D3和D5。在圖9c中示出的第三位置中，由控制單元M為減法器選出檢測元件D2和D4。在圖9d中示出的第四位置，選出檢測元件D1和D3。
以相同的方式得出構(gòu)成代碼字CW的其它比特B2、B3的正確的檢測器元件。例如，如果為了構(gòu)成比特B1選取檢測元件D1和D3，檢測元件D5和D7就用于構(gòu)成比特B2，而檢測元件D9和D11就用于構(gòu)成比特B3如圖7所示。其中在圖7中僅示出了在當前狀態(tài)下使用的觸發(fā)器元件T1、T2、T3。
另一種得出正確的檢測器元件D1至D11或者正確的模擬掃描信號S的可能性在于，把所有的以一個分區(qū)域C1A、C1B；C2A、C2B；C3A、C3B長度相互間隔開檢測元件D1至D11互相比較。例如在圖9d中所述的當前位置中間隔一個分區(qū)域C1A、C1B；C2A、C2B；C3A、C3B長度只有檢測對D1、D3、和D5、D7，它們以所希望的方式相應(yīng)地掃描代碼元件C1、C2的分區(qū)域C1A、C1B；C2A、C2B；C3A、C3B的相應(yīng)的差。另外的檢測器時D3、D5掃描兩個相繼的代碼元件C1、C2的相繼的分區(qū)域并且以上述的出錯檢驗產(chǎn)生出錯信號F?，F(xiàn)在為了查出正確的檢測元件D1至D11，尋找至少出現(xiàn)過出錯的信號的檢測器組D1、D3、和D5、D7。在細節(jié)上為了實施第二可能的措施要求以下的安排和方法步驟-檢測元件D1至D11沿測量方向X安排以相應(yīng)于分區(qū)域C1A、C1B；C2A、C2B；C3A、C3B長度的一半的間隔安排；-檢測元件D1至D11構(gòu)成具有相互之間間隔相應(yīng)一個分區(qū)域C1A、C1B；C2A、C2B；C3A、C3B長度的第一組(在圖9a至9d中偶數(shù)編號的檢測元件D2、D4、D6、D8、D10)；-檢測元件D1至D11構(gòu)成具有相互之間間隔相應(yīng)一個分區(qū)域C1A、C1B；C2A、C2B；C3A、C3B長度的第二組(在圖9a至9d中奇數(shù)編號的檢測元件D1、D3、D5、D7、D9)；-第一組檢測元件D2、D4、D6、D8、D10相對于第二組檢測元件D1、D3、D5、D7、D9錯開分區(qū)域C1A、C1B；C2A、C2B；C3A、C3B長變的一半；-一個組直接相繼的檢測元件相應(yīng)地以差分方式連接；-由這兩個組使用相應(yīng)于一個代碼元件C1、C2、C3長度的柵格中的檢測元件對的其結(jié)果至少產(chǎn)生出錯F的比較結(jié)果去構(gòu)成代碼字CW，也就是根據(jù)圖9d該結(jié)果是(D1-D3)＝B1，(D5-D7)＝B2等等。
每個代碼元件C1、C2、C3的兩個區(qū)域C1A、C1B；C2A、C2B；C3A、C3B可以可光學(xué)掃描地構(gòu)成，其中一個分區(qū)域是對掃描的光透明的或者是反射地構(gòu)成的，而另一個分區(qū)域是時掃描光不透明的或者是不反射地構(gòu)成。
本發(fā)明可以特別有利地用于光學(xué)掃描原理。但是本發(fā)明不限于這種掃描原理，而是可以用于磁性的，電感性以及容性的掃描原理。
所述的位置測量裝置可以用于測量直線的或者旋轉(zhuǎn)的運動。在此被測量的對象可以是機床的臺或者滑動架、坐標儀或者電動機的轉(zhuǎn)子和定子。
權(quán)利要求
1.位置測量裝置，具有-周期性的增量刻度(6)，所述刻度(6)帶有在測量范圍(C1、C2、C3)內(nèi)的多個刻度周期(P1至P8)；-安排在該測量范圍(C1、C2、C3)內(nèi)并且集成在增量刻度(6)中的參照標記(R)；-檢測元件(A、B、C、D)在至少測量范圍(C1、C2、C3)長度上的安排(7.6)，用于產(chǎn)生多個周期性的掃描信號(A1至D8)，其中至少一個由參照標記(R)被局域地修改了；-分析裝置(8)用于接收掃描信號(A1至D8)并且用于在掃描信號(A1至D8)中檢測所述至少一個通過參照標記(R)修改了的掃描信號(A1、B1)以及用于依據(jù)檢測的掃描信號(A1、B1)確定測量范圍(C1、C2、C3)的長度以內(nèi)的參照標記(R)的絕對位置(Z)。
2.如權(quán)利要求1所述的位置測量裝置，其中-在測量范圍(C1、C2、C3)內(nèi)安排N個刻度周期(P1至P8)，其中N＞1且是偶數(shù)；-檢測元件(A、B、C、D)的安排(7.6)在測量范圍(C1、C2、C3)的長度上構(gòu)成N個組(1至8)，并且檢測元件(A、B、C、D)每個組(1至8)延伸在刻度周期(P1至P8)的長度上；-在每個組(1至8)內(nèi)安排多個以刻度周期(P1至P8)的分數(shù)相互間隔開的檢測元件(A、B、C、D)，并且在組(1至8)內(nèi)產(chǎn)生多個相互移相的周期性掃描信號(A1、B1、C1、D1至A8、B8、C8、D8)。
3.如權(quán)利要求2所述的位置測量裝置方法，其中，所有組(1至8)的同相位的掃描信號(A1至A8；B1至B8；C8至C8；D1至D8)相應(yīng)地累加在一個共同的和信號(PA、PB、PC、PD)上。
4.如權(quán)利要求3所述的位置測量裝置，其中所述的和信號(PA、PB、PC、PD)輸送到內(nèi)插單元(9)以確定刻度周期(P1至P8)內(nèi)的絕對位置(Q)。
5.如權(quán)利要求2所述的位置測量，其中，把N個組的同相位的掃描信號(A1至A8；B1至B8；C1至C8；D1至D8)輸送到分析單元(8)，分析單元(8)相應(yīng)地把同相位的掃描信號(A1至A8；B1至B8；C1至C8；D1至D8)相互比較，并且從比較的結(jié)果確定組(1至8)的通過參照標記(R)修改了的掃描信號(A1、B1)，其中，組(1至8)確定參照標記(R)在測量范圍(C1、C2、C3)的長度內(nèi)的位置(Z)。
6.如權(quán)利要求5所述的位置測量裝置，其中，參照標記(R)是對增量刻度(6)的刻度周期(P1)內(nèi)的一個位置上的周期性的干擾，并且把依據(jù)刻度周期(P1)內(nèi)的干擾位置確定的N個組(1至8)檢測元件(A、B、C、D)的同相的掃描信號(A1至A8；B1至B8)相互進行比較，所述檢測元件(A、B、C、D)掃描N個刻度周期(P1至P8)中的每一個的這些位置。
7.如權(quán)利要求4和6所述的位置測量裝置，其中通過借助于內(nèi)插單元(9)構(gòu)成的絕對位置(Q)確定更相互比較的掃描信號(A1至D8)，用于確定位置(Z)。
8.如以上權(quán)利要求之一所述的位置測量裝置，其中參照標記(R)是一串等間距的標記的中間空間的改變，所述標記構(gòu)成增量刻度(6)。
9.如以上權(quán)利要求之一所述的位置測量裝置，其中檢測器安排(7.6)的長度是兩個相繼的參照標記(R)的間隔的偶數(shù)倍。
10.如以上權(quán)利要求之一所述的位置測量裝置，其中平行地相鄰于增量刻度(6)安排一個絕對編碼(5)用于以相應(yīng)于測量范圍(C1、C2、C3)的長度的測量步長進行絕對位置測量。
11.如權(quán)利要求10所述的位置測量裝置，其中所述絕對編碼(5)是帶有相繼的代碼元件(C1、C2、C3)單軌跡有序代碼。
12.位置測量方法，具有以下的方法步驟-借助于在測量范圍(C1、C2、C3)的長度上展開的檢測器安排(7.6)掃描的增量刻度(6)的多個刻度周期(P1至P8)，其中在刻度周期(P1)中的一個中綜合進一個參照標記(R)并且產(chǎn)生多個周期性的掃描信號(A1至D8)，其中至少一個由參照標記(R)被局域地修改了；-在掃描信號(A1至D8)中檢測所述至少一個通過參照標記(R)修改了的掃描信號(A1、B1)和-依據(jù)檢測的描信號(A1、B1)確定測量范圍(C1、C2、C3)的長度以內(nèi)的參照標記(R)的絕對位置(Z)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，通過在測量范圍(C1、C2、C3)的每個刻度周期(P1至P8)內(nèi)部掃描增量刻度(6)的多個刻度周期(P1至P8)產(chǎn)生多個相互移相的掃描信號(A1至D8)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所有刻度周期(P1至P8)的相應(yīng)同相位的掃描信號(A1至A8；B1至B8；C1至C8；D1至D8)累加到一個共同的和信號(PA、PB、PC、PD)上。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述的和信號(PA、PB、PC、PD)輸送到內(nèi)插單元(9)并求出刻度周期(P1至P8)內(nèi)的絕對位置(Q)。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，把所有的刻度周期(P1至P8)相應(yīng)的同相位的掃描信號(A1至A8；B1至B8；C1至C8；D1至D8相互比較，并且從所述比較確定通過參照標記(R)修改其幅度的掃描信號(A1、B1)。
17.如權(quán)利要求15和16所述的方法，其中，通過在刻度周期(P1至P8)內(nèi)的絕對位置(Q)確定在刻度周期(P1至P8)內(nèi)要比較的掃描信號(A1至A8；B1至B8)以構(gòu)成所述位置(Z)。
全文摘要
在增量刻度(6)的刻度周期(P1)內(nèi)中集成一個參照標記(R)。用檢測器安排(7.6)掃描增量刻度(6)，由此得到多個周期性的掃描信號(A1至D8)，把這些掃描信號輸送到分析裝置(8)。所述的分析裝置(8)從收掃描信號(A1至D8)產(chǎn)生刻度周期(P1至P8)內(nèi)的絕對位置(Q)以及另一個絕對位置(Z)，后者絕對地確定參照標記(R)沿檢測器安排(7.6)的位置。
文檔編號G01D5/249GK1493852SQ0315874
公開日2004年5月5日 申請日期2003年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月23日
發(fā)明者E·施特拉瑟, E 施特拉瑟 申請人:約翰尼斯海登海恩博士股份有限公司