磁性編碼器設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了一種磁性編碼器設備(2)，該磁性編碼器設備(2)包括多個磁性傳感器元件(例如霍爾傳感器)，所述多個磁性傳感器元件用于讀取產生周期性重復的磁性圖案的相關的磁性標尺(4；10)。所述多個磁性傳感器元件產生多個傳感器信號，并且設置分析儀(7)，所述分析儀用來對所述多個傳感器信號進行分析，以提供所述磁性傳感器元件相對于所述相關的磁性標尺(4；10)的位置的測量。所述分析儀(7)被布置成使用所述多個傳感器信號來評估由所述多個磁性傳感器元件感測的所述周期性重復的磁性圖案的周期(60)。這樣，避免了將所述傳感器元件的周期與所述相關的磁性標尺(4；10)的所述周期性重復的磁性圖案仔細匹配的要求。
【專利說明】磁性編碼器設備

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于測量讀取頭相對于磁性標尺的位置的磁性編碼器設備。具體 地說，本發(fā)明涉及一種改進的磁性編碼器設備，其中避免了匹配磁性標尺的間距和讀取頭 的磁性傳感器元件的間距的需要。

【背景技術】
[0002] 磁性編碼器是已知的。US4595991描述了一種編碼器設備，其中掃描單元包括用于 讀取測量標尺的多個掃描元件。標尺的每個周期所需的掃描元件的數(shù)量取決于掃描信號的 帶寬特征。例如，一個優(yōu)選實施方式描述了標尺的每個周期提供六個掃描元件。掃描信號 經(jīng)受傅立葉分析，并且計算描述周期性模擬信號的基波波形分量的一對傅立葉系數(shù)。據(jù)說 這些傅立葉系數(shù)用來提供無諧波的周期性信號，根據(jù)該無諧波的周期性信號能夠確定增量 位置測量。US4595991中描述的類型的編碼器具有的缺點在于，需要仔細地匹配磁性標尺的 間距和磁性傳感器元件的間距。


【發(fā)明內容】

[0003] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種磁性編碼器設備，該磁性編碼器設備包括：
[0004] 多個磁性傳感器元件，所述多個磁性傳感器元件用于讀取包括周期性重復的磁性 圖案的相關的磁性標尺，所述多個磁性傳感器元件產生多個傳感器信號；和
[0005] 分析儀，所述分析儀用來對所述多個傳感器信號進行分析，以提供所述磁性傳感 器元件相對于所述相關的磁性標尺的位置的測量；
[0006] 其中所述分析儀被布置成使用所述多個傳感器信號來評估由所述多個磁性傳感 器元件感測的所述周期性重復的磁性圖案的周期。
[0007] 因而，本發(fā)明提供了一種編碼器設備，該編碼器設備包括多個磁性傳感器元件 (例如，霍爾傳感器的陣列），所述多個磁性傳感器元件均輸出描述所述傳感器元件處存在 的磁場強度的傳感器信號。所述多個磁性傳感器元件因而可以用來對包括周期性重復的磁 性圖案（交替磁化方向的區(qū)域的陣列）的相關的磁性標尺進行讀取或成像。還設置了分析 儀，所述分析儀用來對所述多個傳感器信號進行分析，以提供所述磁性傳感器元件相對于 所述相關的磁性標尺的位置的測量。不是假定相關的磁性標尺的每個周期具有一定（固 定）數(shù)量的傳感器元件，本發(fā)明的設備的分析儀被布置成使用所述多個傳感器信號來評估 由所述多個磁性傳感器元件感測的所述周期性重復的磁性圖案的周期。這種評估可以包括 計算所述周期性重復的磁性圖案的周期和/或確定所感測的周期是否不同于預期的周期 (例如，由于傳感器元件與標尺未對準）。有利地，由所述多個磁性傳感器元件感測的所述 周期性重復的磁性圖案的間距與磁性傳感器元件的間距不同。如下面更詳細地說明的，所 述分析儀可以使用基于離散傅立葉變換的方法來進行這種分析。
[0008] 與US4595991中描述類型的現(xiàn)有技術系統(tǒng)不同，本發(fā)明的設備不需要每個標尺周 期具有整數(shù)個磁性傳感器元件。換言之，所述磁性傳感器元件的間距不必與所述磁性標尺 的周期性重復的磁化圖案的間距匹配。應該注意的是，如果每個標尺周期設置了整數(shù)個磁 性傳感器元件，本發(fā)明的設備也將操作，而且這不是一個要求。如下面說明的，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，本 發(fā)明的設備在旋轉式編碼器系統(tǒng)中使用時是特別有利的，在旋轉式編碼器系統(tǒng)中，所述磁 性標尺包括徑向延伸的磁性區(qū)段，因此產生有效間距隨著半徑增加的磁場。因而避免了以 前為了確保磁場圖案的間距與多個磁性傳感器元件的間距匹配而要求的緊安裝公差。
[0009] 有利地，所述分析儀通過確定由所述多個磁性傳感器元件感測的所述周期性重復 的磁性圖案的周期的數(shù)量來評估所述周期性重復的磁性圖案的周期。換言之，在所述多個 傳感器元件的空間范圍上發(fā)生的磁性圖案的周期的數(shù)量由所述分析儀從所述多個傳感器 信號中發(fā)現(xiàn)。優(yōu)選地，周期的數(shù)量被發(fā)現(xiàn)為最近的整數(shù)值。例如，可以建立在傳感器元件的 線性陣列上發(fā)生了 N個周期的磁性圖案，其中N為整數(shù)。換言之，能夠發(fā)現(xiàn)重復磁性圖案的 空間頻率。
[0010] 所述分析儀可以使用任何合適的算術技術分析所述多個傳感器信號。所述分析儀 可以包括用于實現(xiàn)所需技術的處理器。有利地，所述分析儀對所述多個傳感器信號進行傅 立葉分析。所述傅立葉分析優(yōu)選包括使用一個或多個離散傅立葉變換。所述傅立葉分析優(yōu) 選評估由所述多個磁性傳感器元件感測的所述周期性重復的磁性圖案的周期。具體地說， 對所述多個傳感器信號進行傅立葉分析優(yōu)選允許計算基波正弦分量的幅值和/或該正弦 分量的一個或多個諧波。
[0011] 因而，使用基于傅立葉的技術分析由所述多個傳感器感測并借助于所述多個傳感 器信號輸出到所述分析儀的空間變化磁場?；诟盗⑷~的技術可以用來在基波（正弦）分 量和該基波分量的更高次諧波方面來描述由所述傳感器元件感測的空間變化的磁性圖案。 例如，可以使用空間周期基本等于所述多個傳感器元件的空間范圍的基波正弦分量進行傅 立葉分析。所述基波分量因而將描述周期等于所述多個傳感器元件的空間范圍的磁性圖 案。例如，如果傳感器元件以線性陣列設置，則所述基波正弦分量可以具有基本上等于所述 線性陣列的長度的周期。在這種示例中，一次諧波（H1)將對應于所述多個傳感器元件的空 間范圍上的磁性圖案的兩個周期，二次諧波（H2)對應于三個周期，三次諧波（H3)對應于四 個周期，等等。當然，可以限定具有任何期望空間頻率的基波分量，并且為了方便所述空間 頻率僅與所述多個傳感器元件的空間范圍相匹配。
[0012] 所述分析儀可以監(jiān)測所述基波正弦分量或所述諧波中的任何一個或多個諧波的 幅值。所述基波正弦分量或所述諧波中的任何一個或多個諧波的幅值的變化可以用來表明 由所述多個磁性傳感器元件感測的周期性重復的磁性圖案的周期已經(jīng)發(fā)生改變。換言之， 所述分析儀可以通過測量所述基波正弦分量或所述諧波中的任一個或多個諧波的幅值來 評估由所述多個磁性傳感器元件感測的所述周期性重復的磁性圖案的周期。
[0013] 在優(yōu)選實施方式中，所述分析儀對所述多個傳感器信號進行傅立葉分析以計算多 個所述諧波的相對幅值。不同諧波的相對幅值因而可以提供所述多個傳感器元件相對于所 述標尺的對準。例如，當所述傳感器元件相對于所述標尺正確地對準時，可以在所述多個傳 感器元件的空間范圍上形成八個周期的磁性圖案。在這種示例中，七次諧波（H7)的幅值將 基本大于其他諧波（冊、!16、!18、!19等）的幅值。如果發(fā)生任何失準，!17分量的幅值將減少， 而其他分量的幅值將增加。具體地說，相鄰諧波中的一個諧波的幅值（例如H6或H8)將增 力口。監(jiān)測多個所述諧波的相對幅值（例如H6/H7和H7/H8的幅值比）因而允許對所述周期 性重復的磁性圖案進行評估。然后可以施加校正（例如，重新計算將在傅立葉分析中使用 所述周期性重復的磁性圖案的周期）或對所述傳感器元件和相關的標尺重新進行機械對 準。
[0014] 本發(fā)明的設備可以用來讀取僅對增量位置信息進行編碼的磁性標尺。具體地說， 所述分析儀可以用來從所述多個傳感器信號提取相位信息。該相位信息可以用來計算所述 多個磁性傳感器元件相對于所述磁性標尺的任何增量運動。例如，所述分析儀可以產生相 位正交信號（例如正弦信號和余弦信號），該相位正交信號可以被分析（例如被插值）以提 取增量位置信息。所述分析儀可以進行這種插值以提供增量位置數(shù)據(jù)或其可以僅輸出一個 或多個信號（例如相位正交信號）用于插值。如果所述分析儀利用傅立葉技術分析所述多 個傳感器信號，則可以計算至少一個傅立葉系數(shù)，所述至少一個傅立葉系數(shù)描述由所述多 個磁性傳感器元件感測的所述周期性重復的磁性圖案的周期。由所述分析儀計算的所述至 少一個傅立葉系數(shù)可以用來計算所述增量位置信息，諸如相位正交信號，該增量位置信息 可以用來描述所述磁性傳感器元件和所述磁性標尺的相對位置的任何變化。
[0015] 本發(fā)明的設備優(yōu)選用來讀取還對絕對位置信息進行編碼的相關的磁性標尺。例 如，所述相關的磁性標尺可以包括作為所述周期性重復的磁性圖案的一部分的一定的標尺 標記，該標尺標記具有用來對不同數(shù)據(jù)比特進行編碼的不同磁性強度。所述分析儀因而可 以被布置成用來計算所述周期性重復的磁性圖案的相位并針對所述圖案的每個周期確定 在預定相位角處由所述多個磁性傳感器元件感測的磁性圖案的強度。因而，可以建立沿著 所述磁性標尺的一些點的磁場的強度，由此可以提取相關數(shù)據(jù)比特。在一個優(yōu)選實施方式 中，可以在與所述磁性圖案的幅值最大值對應的相位角處發(fā)現(xiàn)所述多個信號的磁場強度。 換言之，所述分析儀可以建立所述磁場圖案的周期和間距并由此確定與每個第一磁化區(qū)域 的中心相關的磁場的峰值（最大值）的位置。因而可以對每個最大值處的磁場強度進行分 析（例如與閾值進行比較）以確定在所述磁性標尺中編碼的圖案，并由此提出所編碼的數(shù) 據(jù)比特。
[0016] 所述多個磁性傳感器元件方便地被布置成用來讀取相關的磁性標尺，所述相關的 磁性標尺包括一系列交替的第一磁化區(qū)域和第二磁化區(qū)域。通過提供產生不同磁場強度的 至少第一類型（例如第一寬度）和第二類型（例如第二寬度）的第一磁化區(qū)域來在所述磁 性標尺中對絕對數(shù)據(jù)進行編碼。下面闡述合適的磁性標尺的其他細節(jié)。有利地，由所述分 析儀利用的所述預定相位角使得能夠對每個第一磁化區(qū)域的所述磁場強度進行評估。這優(yōu) 選使得所述分析儀能夠確定是否存在第一類型或第二類型的第一磁化區(qū)域。因而能夠通過 所述分析儀提取被編碼比特的值。
[0017] 有利地，所述多個磁性編碼器元件被布置成用來同時讀取相關的標尺的多個第一 磁化區(qū)域。所述分析儀還可以被布置成用來確定形成編碼字的多個數(shù)據(jù)比特（即根據(jù)已經(jīng) 被讀取的第一磁化區(qū)域）。所述編碼字可以對關于所述多個磁性傳感器元件相對于所述相 關的標尺的絕對位置的信息進行編碼。
[0018] 所述磁性編碼器設備可以還包括磁性標尺。如上所述，該磁性標尺優(yōu)選包括一系 列交替的第一磁化區(qū)域和第二磁化區(qū)域。換言之，所述第一磁化區(qū)域和所述第二磁化區(qū)域 優(yōu)選彼此交替。所述第一磁化區(qū)域和所述第二磁化區(qū)域可以在不同的方向上被磁化。有利 地，所述第一磁化區(qū)域具有與所述第二磁化區(qū)域相反的磁極。例如，所述第一磁化區(qū)域可以 包括北極（N)，所述第二磁化區(qū)域可以包括南極（S)，或者所述第一磁化區(qū)域可以包括南極 (S)，所述第二磁化區(qū)域可以包括北極（N)。這樣，產生了周期性重復的磁場圖案，該周期性 重復的磁場圖案可以由所述磁性傳感器元件來測量并且可以用來產生增量位置信息。
[0019] 優(yōu)選地，所述第一磁化區(qū)域的中心彼此間隔開固定間隔。在線性標尺的情況下，所 述固定間隔可以包括固定距離間隔，或者在徑向標尺的情況下，所述固定間隔可以包括固 定的角間隔。所述磁性標尺可以通過包括至少第一類型和第二類型的第一磁化區(qū)域而對數(shù) 據(jù)比特進行編碼。所述第一磁化區(qū)域的第一類型和第二類型可以產生不同的磁場強度。與 每個第一磁化區(qū)域相關方的磁場強度因而可以用來提取編碼位置信息。
[0020] 第一磁化區(qū)域的第一類型和第二可以具有相同的物理尺寸但是被不同地磁化。有 利地，所述第一類型的第一磁化區(qū)域包括第一寬度的磁化區(qū)域。優(yōu)選地，所述第二類型的第 一磁化區(qū)域包括第二寬度的磁化區(qū)域。在該示例中，所述第一寬度與所述第二寬度是不同 的。改變所述寬度（而不是控制材料磁化強度）是優(yōu)選的，因為與部分地磁化材料的部分 相比，將標尺材料磁化至飽和并控制磁化標記的尺寸容易得多。所述第一類型（例如第一 寬度）的第一磁化區(qū)域可以產生第一強度的磁場，由此對第一數(shù)據(jù)比特值進行編碼。所述 第二類型（例如第二寬度）的第一磁化區(qū)域可以產生第二強度的磁場，由此對第二數(shù)據(jù)比 特值進行編碼。這樣，所述第一磁化區(qū)域的寬度對數(shù)據(jù)比特進行編碼，如果所述第一磁化區(qū) 域具有第一寬度，則所述數(shù)據(jù)比特采取第一值，而如果所述第一磁化區(qū)域具有第二寬度，則 所述數(shù)據(jù)比特采取第二值。如上所述，所述分析儀可以評估每個第一磁化區(qū)域的磁場強度 以確定存在第一類型（例如第一寬度）或第二類型（例如第二寬度）的第一磁化區(qū)域。
[0021] 盡管這里提供的示例描述了二進制（基于2)的系統(tǒng)（例如，可以將第一和第二數(shù) 據(jù)比特定義為"0"或" 1"），但是應該指出的是，可以將第一磁化區(qū)域設置成三種或更多種 類型，從而以更高進制的計數(shù)制對信息進行編碼。
[0022] 所述磁性標尺優(yōu)選包括線性磁性標尺，該線性磁性標尺包括交替的第一磁化區(qū)域 和第二磁化區(qū)域的線性陣列。所述標尺的第一和第二磁化區(qū)域優(yōu)選是矩形區(qū)段。
[0023] 所述磁性標尺可以包括徑向磁性標尺，該徑向磁性標尺包括一系列徑向延伸的第 一磁化區(qū)域和第二磁化區(qū)域。換言之，所述磁性標尺可以設置為圓盤或環(huán)，在該圓盤或環(huán)的 表面上或表面中形成有所述第一和第二磁化區(qū)域。所述磁化區(qū)域可以為基本楔形形狀。有 利地，所述第一磁化區(qū)域的中心以基本恒定的角間隔定位。
[0024] 所述多個磁性傳感器元件優(yōu)選設置為線性陣列。所述線性陣列的線性軸線可以 與所述標尺的長軸對準。假定這種對準被充分地維持，則所述磁性圖案的間距沿著磁性傳 感器元件的線性陣列的長度將基本不變。然而，如果使用這種線性陣列的磁性傳感器元件 讀取徑向標尺，則由所述磁性標尺產生的磁性圖案的間隔將根據(jù)該線性陣列的徑向位置而 改變，并且還會沿著陣列的長度改變（特別是對于更小半徑的標尺）。如上所述，所述分析 儀優(yōu)選被布置成使用所述多個傳感器信號來計算由所述多個磁性傳感器元件感測的所述 周期性重復的磁性圖案的周期。這允許將磁性傳感器元件的線性陣列放置在不同的徑向位 置，因為能夠建立所述周期性重復的磁性圖案的周期。另外，所述分析儀可以向所述傳感器 信號施加補償因子或權重，以對所述第一和第二磁化區(qū)域的徑向分布進行補償。
[0025] 所述多個磁性傳感器元件優(yōu)選包括霍爾傳感器元件的陣列。所述霍爾傳感器元件 可以被布置成用來測量與基板的表面垂直的磁場分量。所述磁性傳感器元件之間的間隔優(yōu) 選是已知的。所述多個磁性傳感器元件（例如霍爾傳感器元件）優(yōu)選彼此等間距地布置。 所述多個磁性傳感器元件可以設置在公共基本（例如芯片）上。優(yōu)選地，每個標尺周期設 置至少四個傳感器元件（不過對此來說無需是整數(shù)值）。
[0026] 所述設備可以以任何合適的方式構造。例如，所述多個磁性傳感器元件可以設置 在讀取頭中。所述讀取頭還可以包括所述分析儀。所述分析儀可以包括微處理器。所述分 析儀可以設置在與所述磁性傳感器元件相同的芯片或基板上。另選地，所述分析儀可以設 置在單獨的接口中。所述接口通過接口電纜連接至所述讀取頭。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 現(xiàn)在將參照附圖僅通過示例描述本發(fā)明，其中：
[0028] 圖1示出了編碼器讀取頭和徑向磁性標尺；
[0029] 圖2以貫穿徑向磁性標尺的剖視圖示出了圖1的編碼器讀取頭；
[0030] 圖3示出了編碼器讀取頭和線性磁性標尺；
[0031] 圖4示出了圖3的線性磁性標尺的剖視圖；
[0032] 圖5示出了由圖3的線性磁性標尺產生的磁場分布曲線；
[0033] 圖6示出了當放置在圖3的線性磁性編碼器的一部分上時由編碼器讀取頭測量的 磁場強度；
[0034] 圖7示出了如何利用傅立葉分析來確定圖6所示的磁性圖案的周期；
[0035] 圖8示出了如何能夠提取在磁性標尺中編碼的絕對數(shù)據(jù)；和
[0036] 圖9a至9c示出了由徑向標尺未對準引起的傅立葉分量的相對幅值的變化。

【具體實施方式】
[0037] 參照圖1和圖2,圖示了本發(fā)明的角度編碼器設備。該設備包括讀取頭2和附裝 至鋼環(huán)5上的徑向磁性標尺4。讀取頭2包括傳感器芯片6,該傳感器芯片6包括五十三個 霍爾傳感器元件的線性陣列。處理電子器件7也設置在該讀取頭上。徑向磁性標尺4包括 以不同方向磁化的交替區(qū)域；這些交替區(qū)域將被命名為北極（N)區(qū)域和南極（S)區(qū)域。如 下面更詳細地描述的，北極區(qū)域的中心彼此等距離地間隔開，因而該磁性標尺提供了周期 性變化的磁場分布曲線，可以對該周期性變化的磁場分布曲線進行分析以提供增量位置數(shù) 據(jù)。北極區(qū)域還以兩個不同的寬度設置以允許對絕對位置數(shù)據(jù)進行編碼。第一寬度編碼邏 輯"0"，第二寬度編碼邏輯"1"。這樣，在該磁性標尺中既可以對增量位置信息進行編碼，又 可以對絕對位置信息進行編碼，并且可以從該磁性標尺中提取增量位置信息和絕對位置信 肩、。
[0038] 圖3示出了本發(fā)明的角度編碼器設備，該角度編碼器設備包括讀取頭2和線性磁 性標尺10。
[0039] 圖4示出了該線性磁性標尺10的一部分的剖視圖。該標尺10包括由鋼基板14 支撐的橡膠磁性帶12。向上箭頭16和向下箭頭18表示帶12的交替區(qū)域的磁化方向。為 了方便，這里將被不同地磁化的區(qū)域稱為北極（N)區(qū)域和南極（S)區(qū)域。這些磁化區(qū)域具 有不同的寬度，但是相鄰的北極區(qū)域的中心之間距離為基本恒定的距離P。另外，北極區(qū)域 設置了兩個寬度，即寬度為U的較窄區(qū)域20和寬度為Q的較寬區(qū)域22。較窄區(qū)域20表 示邏輯"0"狀態(tài)，而較寬區(qū)域22表示邏輯" 1"狀態(tài)。南極區(qū)域的寬度符合在北極區(qū)域的兩 個相鄰中心之間提供基本恒定距離的要求。
[0040] 參照圖5,單位為特斯拉的磁場密度Βη的正交分量被示出為位于所示的線性標尺 的長度上方〇.3mm的距離處。在該示例中，相鄰北極區(qū)域的中心之間的距離Ρ為0.9mm。從 附圖中所示的最大值的不同高度可以看出與不同寬度的北極區(qū)域相關聯(lián)的不同磁場強度。
[0041] 如圖6示出了當以上描述的讀取頭2的五十三個霍爾傳感器被放置在線性磁性標 尺的一段的上方時由所述霍爾傳感器測量的磁場強度。
[0042] 圖7示出了使用基于離散傅立葉變換的過程從磁場強度計算的磁場圖案的正弦 變化分量60。具體地說，如下面將更詳細地描述的那樣，計算周期性重復的信號62的正弦 變化分量60的幅值和相位。
[0043] 在該示例中，發(fā)現(xiàn)在讀取頭的五十三個霍爾傳感器上空間分布的磁場圖案的8個 周期。因此，磁場圖案的每個周期設置了 6. 625個傳感器。在傅立葉分析方面，覆蓋霍爾傳 感器的陣列長度的八個周期的磁性圖案可以被稱為基波正弦波的七次諧波（H7)，基波正弦 波包括霍爾傳感器的陣列上的單個周期。
[0044] 因此，可以通過如下表達式計算與磁性圖案對應的信號的幅值和相位：

【權利要求】
1. 一種磁性編碼器設備，該磁性編碼器設備包括： 多個磁性傳感器元件，所述多個磁性傳感器元件用于讀取產生周期性重復的磁性圖案 的相關的磁性標尺，所述多個磁性傳感器元件產生多個傳感器信號；和 分析儀，所述分析儀用來對所述多個傳感器信號進行分析，以提供所述磁性傳感器元 件相對于所述相關的磁性標尺的位置的測量； 其中所述分析儀被布置成使用所述多個傳感器信號來評估由所述多個磁性傳感器元 件感測的所述周期性重復的磁性圖案的周期。
2. 根據(jù)權利要求1所述的磁性編碼器設備，其中所述分析儀通過確定由所述多個磁性 傳感器元件感測的所述周期性重復的磁性圖案的周期的數(shù)量來評估所述周期性重復的磁 性圖案的周期。
3. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的磁性編碼器設備，其中所述分析儀通過對所述多 個傳感器信號進行傅立葉分析而計算基波正弦分量和/或該基波正弦分量的一個或多個 諧波的幅值來評估由所述多個磁性傳感器元件感測的所述周期性重復的磁性圖案的周期。
4. 根據(jù)權利要求3所述的磁性編碼器設備，其中所述分析儀對所述多個傳感器信號進 行傅立葉分析，以計算多個所述諧波的相對幅值，所述相對幅值提供所述多個傳感器元件 相對于所述標尺的對準的指示。
5. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的磁性編碼器設備，其中所述分析儀計算至少一個 傅立葉系數(shù)，根據(jù)所述至少一個傅立葉系數(shù)計算增量位置信息，該增量位置信息描述所述 磁性傳感器元件和所述磁性標尺的相對位置的任何變化。
6. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的磁性編碼器設備，其中所述分析儀被布置成用來 計算由所述多個磁性傳感器元件感測的所述周期性重復的磁性圖案的相位，并用來針對所 述周期性重復的磁性圖案的每個周期確定在預定相位角處由所述多個磁性傳感器元件感 測的所述磁性圖案的強度。
7. 根據(jù)權利要求6所述的磁性編碼器設備，其中所述多個磁性傳感器元件被布置成用 來讀取相關的磁性標尺，所述相關的磁性標尺包括一系列交錯的第一磁化區(qū)域和第二磁化 區(qū)域，其中通過提供產生不同磁場強度的至少第一類型和第二類型的第一磁化區(qū)域來對絕 對數(shù)據(jù)進行編碼，其中所述預定相位角使得能夠對所述磁場強度進行評估以確定每個第一 磁化區(qū)域是第一類型還是第二類型，由此提取被編碼的數(shù)據(jù)比特的值。
8. 根據(jù)權利要求7所述的磁性編碼器設備，其中所述多個磁性傳感器元件被布置成用 來同時讀取相關的標尺的多個第一磁化區(qū)域，并且所述分析儀被布置成用來確定形成編碼 字的多個數(shù)據(jù)比特，所述編碼字對關于所述多個磁性傳感器元件相對于所述相關的標尺的 絕對位置的信息進行編碼。
9. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的磁性編碼器設備，所述磁性編碼器設備進一步包 括磁性標尺，該磁性標尺具有一系列交替的第一磁化區(qū)域和第二磁化區(qū)域，其中所述第一 磁化區(qū)域具有與所述第二磁化區(qū)域相反的磁極。
10. 根據(jù)權利要求9所述的磁性編碼器設備，其中所述第一磁化區(qū)域的中心彼此間隔 開固定間隔，其中每個第一磁化區(qū)域具有第一寬度或第二寬度，由此對數(shù)據(jù)比特進行編碼， 如果所述第一磁化區(qū)域具有第一寬度，則所述數(shù)據(jù)比特采取第一值，而如果所述第一磁化 區(qū)域具有第二寬度，則所述數(shù)據(jù)比特采取第二值。
11. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的磁性編碼器設備，其中所述磁性標尺是包括交 替的第一磁化區(qū)域和第二磁化區(qū)域的線性陣列的線性磁性標尺。
12. 根據(jù)權利要求1至10中任一項所述的磁性編碼器設備，其中所述磁性標尺是包括 一系列徑向延伸的第一磁化區(qū)域和第二磁化區(qū)域的徑向磁性標尺。
13. 根據(jù)權利要求12所述的磁性編碼器設備，其中用來讀取所述徑向磁性標尺的所述 多個磁性傳感器元件被設置成線性陣列，并且所述分析儀對所述傳感器信號施加補償，以 補償所述第一和第二磁化區(qū)域的徑向分布。
14. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的磁性編碼器設備，其中由所述多個磁性傳感器 元件感測的所述周期性重復的磁性圖案的間距與磁性傳感器元件的間距不同。
15. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的磁性編碼器設備，其中所述多個磁性傳感器元 件包括霍爾傳感器元件的線性陣列。
16. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的磁性編碼器設備，其中所述多個磁性傳感器元 件和所述分析儀被設置在讀取頭內。
【文檔編號】G01D5/244GK104160248SQ201380012921
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2013年3月6日 優(yōu)先權日:2012年3月8日
【發(fā)明者】彼得·科蓋伊, 賈茲·奧格林, 格雷戈爾·多爾薩克, 布萊茲·哈伊丁亞克 申請人:瑞尼斯豪公司, Rls梅里那技術公司