示出，這是為了說明形成于其底面上的四個優(yōu)選是霍爾探針的磁敏元件25、26、27、 28相互間隔較大距離地布置在所述IC的四個角區(qū)。這四個磁敏元件通過電路技術(shù)組合成 對28、27和26、25,從而使其輸出信號形成差值a-d和c-b。
[0066] 如圖所示，每一對的連接線均沿徑向或垂直于運(yùn)動方向R延伸。換言之：分別由兩 個傳感器元件組成的組28、27或26、25在此分別提供一個近似的正弦信號。這兩個信號的 相移可任意，此處根據(jù)圖4所示約為45°。
[0067] 可用來為空心軸旋轉(zhuǎn)編碼器和線性編碼器測定m的條件（參閱DE 10 2010 010 560)為：
[0069] 結(jié)果為X =關(guān)于Rm(X)的m = n Rm(m)，其中a表示磁敏元件28的信號，b表示磁 敏元件25的信號，c表示磁敏元件26的信號，d表示磁敏元件27的信號，并且Rm (X)、Rm (m) 表示測量回路的磁阻。X描述的是測量瞬時值，m描述的是相關(guān)標(biāo)稱值。實(shí)心軸旋轉(zhuǎn)編碼器 的測量值m可以直接根據(jù)公式（1)來加以測定，空心軸旋轉(zhuǎn)編碼器和線性編碼器的信號a、 b、c、d則僅只是測量標(biāo)稱值m在存儲器中的保存地址。
[0070] 從結(jié)合圖3和圖4所描述的實(shí)施例可以很容易地推導(dǎo)出本發(fā)明的線性編碼器的構(gòu) 造。假設(shè)沿著從中心縱軸5出發(fā)的半徑切開并拉直槽體9'（無限曲率半徑），就能獲得一 種可作為線性編碼器使用的配置?？梢岳斫獾氖?，這樣一個被"拉直"的槽體可選擇任意長 度且可配設(shè)與相關(guān)應(yīng)用實(shí)例相匹配的數(shù)目的主永磁體對。
[0071] 與圖2所示的實(shí)心軸編碼器相似，在空心軸編碼器中也可以將由兩個用經(jīng)退火處 理的鐵磁材料制成的同心環(huán)體構(gòu)成的輒體配置以及由圓環(huán)形凸起構(gòu)成的、同樣經(jīng)退火處理 的鐵磁致偏體構(gòu)造成非一體相連的組件。這種情況下也僅需確保這些分離組件能產(chǎn)生與一 體相連的物體8'和18'相同的磁作用。
[0072] 這也適用于輒體配置可由兩個平行板體構(gòu)成并且致偏體作為直線形凸起分布于 這兩個板體之間的線性編碼器。
[0073] 圖5和圖6所示的實(shí)施例仍然涉及一實(shí)心軸旋轉(zhuǎn)編碼器1，其中激勵單元8的輒體 9與圖1所示的實(shí)施例一樣也形成底部封閉的筒體。但是致偏體18 '在此嵌設(shè)在非鐵磁物 體19 (例如由塑料、鋁、黃銅或類似材料構(gòu)成）中而與所述輒體磁分離，該非鐵磁物體將致 偏體與激勵單元抗扭連接。
[0074] 與其他實(shí)施例一樣，永磁體16、17之間鄰近致偏體18 '分布的磁場部分（用磁力 線22、23表示）在致偏體作用下發(fā)生這樣的偏轉(zhuǎn)，使得四個磁敏元件25、26、27和28 (從 圖5的剖面圖中只能看到其中的元件27和26)被磁力線22、23平行于縱軸5的分量穿過。 磁敏元件25、26、27和28在此也形成于IC 24中，該IC被布置成使得其作用面朝向致偏體 18 '且與該致偏體隔開較小距離。
[0075] 此外，本實(shí)施例省略了圖1所示的實(shí)心軸編碼器的其他永磁體34、35,并且計(jì)數(shù)單 元30設(shè)于兩個主永磁體16、17的上部雜散場區(qū)域。
[0076] 如圖6中的兩條彎曲雙向箭頭線所示，高分辨率傳感器單元29 '的四個磁敏元件 25和26以及27和28交叉連接成兩組。這兩組的連接仍然垂直于圖6中未示出的激勵 單元8的運(yùn)動方向延伸，該激勵單元的旋轉(zhuǎn)軸垂直于繪圖平面地穿透兩條相互垂直的虛線 53、54的交點(diǎn)，該交點(diǎn)形成這一配置的中心，其中雙向箭頭R表示編碼器1的旋轉(zhuǎn)方向。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種磁性線性或旋轉(zhuǎn)編碼器（1，r)，用于監(jiān)測可動物體的運(yùn)動范圍，其中所述線性 或旋轉(zhuǎn)編碼器（1，r)包括： 激勵單元（8, 8'），其再現(xiàn)所述待監(jiān)測運(yùn)動且包括至少一對相對布置的主永磁體 (16, 17 ;43, 44, 45, 46)，所述主永磁體通過鐵磁輒體（9, 9'）磁相連并且在所述主永磁體之 間形成測量場空間， 高分辨率傳感器單元（29 ;29 '），用于測定精確位置值，固定布置且包括數(shù)個磁場傳感 器（25, 26, 27, 28)，及 電子處理設(shè)備，其評價所述高分辨率傳感器單元（29 ;29'）的信號且包括數(shù)據(jù)存儲器， 其特征在于， 設(shè)有鐵磁致偏體（18, 18'），所述主永磁體（16, 17 ;43, 44, 45, 46)所產(chǎn)生的磁場的至少 一部分磁力線在所述致偏體作用下沿垂直于所述主永磁體（16, 17 ;43, 44, 45, 46)的磁化 矢量的方向偏轉(zhuǎn)， 所述高分辨率傳感器單元（29 ;29 '）被構(gòu)造和布置成使得它的各磁場傳感器 (25, 26, 27, 28)被所述在所述致偏體（18, 18'）作用下偏轉(zhuǎn)的磁力線的垂直分量穿過， 至少所述輒體（9, 9'）由經(jīng)熱處理的鐵磁材料構(gòu)成，并且 所述高分辨率傳感器單元（29 ; 29 '）不包含鐵磁組件。2. 如權(quán)利要求1所述的線性或旋轉(zhuǎn)編碼器（1，1'），其特征在于，所述致偏體（18, 18'） 也由經(jīng)熱處理的鐵磁材料構(gòu)成。3. 如權(quán)利要求1或2所述的線性或旋轉(zhuǎn)編碼器（1，1'），其特征在于，所述鐵磁致偏體 (18, 18'）隨所述激勵單元（8, 8'）一起運(yùn)動。4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的線性或旋轉(zhuǎn)編碼器（1，1'），其特征在于，所述高 分辨率傳感器單元（29 ;29 '）作為IC(24)設(shè)有至少三個霍爾探針。5. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的線性或旋轉(zhuǎn)編碼器（1，1'），其中所述待監(jiān)測的運(yùn) 動范圍劃分成兩個或兩個以上測量段，并且所述線性或旋轉(zhuǎn)編碼器包括用于為已經(jīng)歷過的 測量段計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)單元（30)，其特征在于，所述計(jì)數(shù)單元（30)以可被其他永磁體（34,35; 48, 49, 50, 51)的中心場穿過且對所述中心場作出響應(yīng)的方式固定布置。6. 如權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的線性或旋轉(zhuǎn)編碼器（1，1'），其特征在于，所述輒 體和所述致偏體（18, 18'）被整合成一個單元。7. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的線性或旋轉(zhuǎn)編碼器（1，1'），其特征在于，所述輒體 和所述致偏體（18, 18'）所形成的所述單元由經(jīng)軟化退火的高導(dǎo)磁合金構(gòu)成。8. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的線性或旋轉(zhuǎn)編碼器（1，1'），其特征在于，至少所述 高分辨率傳感器單元（29 ;29 '）、所述輒體和所述致偏體（18, 18'）在外部磁場和機(jī)械沖擊 方面受到固定式鐵磁屏護(hù)件（38 ;38'）的保護(hù)。9. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的線性或旋轉(zhuǎn)編碼器（1，1'），其特征在于，所述激勵 單元（8, 8'）的主永磁體（16, 17 ;43, 44, 45, 46)是經(jīng)退火處理的硬磁體。10. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的線性或旋轉(zhuǎn)編碼器（1，1'），其特征在于，所述輒 體（8'）具有橫截面呈U形的槽體的形狀，所述槽體沿所述待監(jiān)測運(yùn)動的方向延伸。11. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的線性或旋轉(zhuǎn)編碼器（1，1'），其特征在于，設(shè)有四 個磁場傳感器（28, 25, 26, 27)，其產(chǎn)生信號a、b、c、d并且以形成信號差a_d和c_b的方式 成對相接，其中每個磁場傳感器對（28, 27和26, 25)的磁場傳感器（25, 26, 27, 28)之間的 連接線均垂直于所述運(yùn)動方向（R;L)定向。12. 如權(quán)利要求10所述的線性編碼器，其特征在于，所述橫截面呈U形的槽體直線延 伸。13. 如權(quán)利要求11所述的包含編碼器軸（3'）的旋轉(zhuǎn)編碼器其特征在于，所 述槽體呈圓環(huán)形且同心包圍所述編碼器軸（3'）。14. 如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的包含編碼器軸（3)的旋轉(zhuǎn)編碼器（1，1'），其特 征在于，所述輒體（18, 18'）與所述致偏體一起形成一柱形筒體，所述筒體的軸線平行于所 述編碼器軸（3)的軸線延伸。15. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的線性或旋轉(zhuǎn)編碼器（1，1'），其特征在于，所述線 性或旋轉(zhuǎn)編碼器（I;1'）與所述主永磁體（16, 17 ;43, 44, 45, 46)所產(chǎn)生的測量場發(fā)生接觸 的所有電子組件均不包含鐵磁組件。16. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的線性或旋轉(zhuǎn)編碼器（1，1'），其特征在于，所述線 性或旋轉(zhuǎn)編碼器包括用于為已經(jīng)歷過的測量區(qū)間計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)單元（30)。
【專利摘要】一種用于檢測物體運(yùn)動的磁性線性或旋轉(zhuǎn)編碼器(1)，包括：激勵單元(8)，其再現(xiàn)所述運(yùn)動且包括至少一對相對布置的主永磁體(16,17)，所述主永磁體通過鐵磁軛體(9)磁相連并且在所述主永磁體之間形成測量場空間；高分辨率傳感器單元(29；29’)，用于測定精確位置值，固定布置且包括數(shù)個磁場傳感器(25,26,27,28)；及電子處理設(shè)備，其評價所述高分辨率傳感器單元的信號且包括數(shù)據(jù)存儲器，其特征在于，設(shè)有鐵磁致偏體(18)，所述主永磁體所產(chǎn)生的磁場的至少一部分磁力線在所述致偏體作用下沿垂直于所述主永磁體的磁化矢量的方向偏轉(zhuǎn)，所述高分辨率傳感器單元被構(gòu)造和布置成使得它的各磁場傳感器被所述在所述致偏體作用下偏轉(zhuǎn)的磁力線的垂直分量穿過，至少所述軛體由經(jīng)熱處理的鐵磁材料構(gòu)成，并且所述高分辨率傳感器單元不包含鐵磁組件。
【IPC分類】G01D5/14, G01D3/036
【公開號】CN105190248
【申請?zhí)枴緾N201480011756
【發(fā)明人】沃爾特·梅納特, 托馬斯·泰爾
【申請人】沃爾特·梅納特, 托馬斯·泰爾
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2014年2月28日
【公告號】EP2965043A1, US20160033305, WO2014135453A1