BR112015030585A2

BR112015030585A2 - codificador rotativo

Info

Publication number: BR112015030585A2
Application number: BR112015030585-7A
Authority: BR
Inventors: Jan Hans Tolly LEWERENTZ
Original assignee: Atlas Copco Industrial Technique Ab
Priority date: 2013-06-07
Filing date: 2014-06-05
Publication date: 2020-10-27
Also published as: US20160091343A1; US9933283B2; CN105393090A; JP6416234B2; KR20160018658A; BR112015030585B1; CN105393090B; EP3004808B1; EP3004808A1; KR102182787B1; WO2014195424A1; JP2016526166A

Abstract

  CODIFICADOR ROTATIVO A invenção refere-se a um sensor de deslocamento indutivo e método relacionado para detecção de um deslocamento relativo entre duas partes relativamente móveis de uma ferramenta elétrica. O sensor de deslocamento compreende um elemento de estator e um elemento de rotor configurado para movimento relativo, referido elemento de estator tendo um primeiro padrão condutor, em que referido elemento de rotor tendo um segundo padrão condutor. O primeiro padrão condutor e o segundo padrão condutor são mutuamente indutivamente acoplados. O primeiro padrão condutor é configurado para receber um sinal de excitação de alta frequência com uma amplitude substancialmente constante. O sinal de excitação de alta frequência faz com que devido à indução mútua, entre o primeiro padrão condutor e o segundo padrão condutor, um sinal intermediário seja gerado no segundo padrão condutor. O sinal intermediário é indicativo do deslocamento relativo entre o elemento de estator e o elemento de rotor.

Description

CODIFICADOR ROTATIVO CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se a uma ferramenta elétrica com um sensor para detecção de deslocamento e um método para detecção de deslocamento dentro de uma ferramenta elétrica.

[002] A presente invenção refere-se em particular a uma ferramenta elétrica com um codificador rotativo tipo indutivo para detectar deslocamento entre duas partes relativamente móveis da ferramenta elétrica e um método para detecção de deslocamento entre duas partes relativamente móveis da ferramenta elétrica utilizando um codificador rotativo indutivo.

FUNDAMENTOS

[003] As ferramentas elétricas, tais como chaves de fenda, parafusadeiras, brocas, são tipicamente equipadas com pelo menos um arranjo de detector de alguma forma para detecção de um ou mais parâmetros, como, por exemplo, o deslocamento angular relativo entre duas partes relativamente móveis da ferramenta elétrica. O um ou mais parâmetros podem, por exemplo, ser utilizados para fins de monitoramento ou controle de retorno.

[004] Os arranjos de detector são dependentes da aplicação normalmente configurada para medir tanto o deslocamento linear ou deslocamento rotativo, ou seja, oO deslocamento angular.

[005] Os arranjos de detector também são tipicamente caracterizados como arranjo de detector de contato ou sem contato dependendo se um contato físico com cabeamento associado ao objeto de medição relativamente móvel é necessário ou não pelo arranjo de detector.

[006] Diferentes arranjos de detector são utilizados hoje em toda uma variedade de diferentes sistemas para detectar a posição relativa, ou seja, deslocamento entre dois elementos relativamente móveis, tais como entre um elemento rotativo e um elemento estático. Estes arranjos de detector são normalmente referidos como sincronizadores, resolvedores, codificadores, anéis deslizantes ou transdutores e operam com base em princípios de detecção físicos, tais como princípios físicos de detecção ópticos-, magnéticos-, indutivos-, capacitivos- ou de corrente parasita.

[007] Arranjos de detector ópticos tipicamente implementam um disco montado sobre um objeto de medição rotativo tal como uma haste rotativa, em que referido disco é feito de vidro ou de plástico com áreas transparentes e opacas. Estas áreas são expostas a luz de uma fonte luminosa. A luz resultante, ou seja, padrão óptico é então recebido por uma matriz de fotodetector que lê o padrão óptico. O padrão óptico lido é então processado a fim de obter a posição do disco, ou seja, de modo à fornecer o ângulo da haste.

[008] Arranjos de detector magnéticos tipicamente implementam uma série de polos magnéticos equidistantes fornecidos em uma configuração de polo Norte-Sul alternada. A série de polos magnéticos são montados em um objeto de medição rotativo, tal como uma haste rotativa. Um sensor magnético (normalmente magneto-resistivo ou de Efeito Hall), em seguida, lê as posições do polo magnético. Estas posições podem então ser processadas por um dispositivo de processamento de forma a determinar o ângulo da haste, de forma semelhante aos arranjos de detector ópticos descritos acima.

[009] Arranjos de detector indutivos tipicamente implementam elementos indutivos na forma de pelo menos uma primeira bobina montada em um objeto de medição rotativo, tal como uma haste rotativa, em que referida pelo menos uma primeira bobina durante rotação do objeto de medição move em relação a pelo menos uma segunda bobina. Ao energizar a pelo menos uma segunda bobina, utilizando corrente alternada (AC), uma corrente é induzida na primeira bobina devido a indutância mútua. O grau de conexão elétrica entre a pelo menos uma primeira bobina e a pelo menos uma segunda bobina sendo representante do deslocamento relativo entre a pelo menos uma primeira bobina e a pelo menos uma segunda bobina.

[010] Arranjos de detector capacitivos normalmente usam um disco em um objeto de medição rotativo. Mediante rotação do objeto de medição o disco irá mudar a capacitância entre os dois eletrodos do arranjo de detector capacitivo, em que referida capacitância pode ser medida e processada como para fornecer uma indicação do deslocamento angular.

[011] Arranjos de detector de corrente parasita tipicamente utilizam uma escala codificada com materiais não magnéticos de alta e baixa permeabilidade, o que é detectado e decodificado pelo monitoramento de mudanças na indutância de um circuito AC que inclui um sensor de bobina indutivo.

[012] No entanto, os arranjos de detector de acordo com a técnica anterior tendem a sofrer de uma ou mais das seguintes desvantagens: exigem espaço grande, requerem circuito complexo (s), causam consumo elevado de energia, são difíceis de manter, são dispendiosos de construir, são sensíveis a campos magnéticos exteriores, fornecem baixa precisão e são sujeitos a desgaste.

[013] Estas desvantagens tornam inadequados para utilização dentro de uma ferramenta elétrica uma vez que todas estas desvantagens afetam negativamente aspectos de desempenho e/ou custos para construir uma ferramenta elétrica.

[014] Por conseguinte, existe uma necessidade de apresentar melhoramentos na técnica de arranjos de detector para detectar o deslocamento relativo entre partes relativamente móveis de uma ferramenta elétrica.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[015] Um objetivo com a presente invenção é o de fornecer um sensor de deslocamento relativo robusto para uma ferramenta elétrica.

[016] Un objetivo é ainda fornecer um sensor de deslocamento relativo preciso para uma ferramenta elétrica.

[017] Un objetivo é ainda fornecer um sensor de deslocamento relativo de pequenas dimensões, não exigindo muito espaço quando montado interiormente de uma ferramenta elétrica.

[018] Ainda um objetivo adicional é o de fornecer um sensor de deslocamento relativo que é menos complicado e menos dispendioso do que as técnicas conhecidas, de acordo com a técnica anterior.

[019] Um ou mais destes objetivos são atingidos por um sensor de deslocamento para uma ferramenta elétrica, de acordo com a presente invenção, tal como definido na reivindicação 1. O sensor de deslocamento compreende um elemento de estator e um elemento de rotor configurado para movimento relativo ao longo de um caminho de medição. O elemento de estator compreende um primeiro padrão condutor e referido elemento de rotor compreende um segundo padrão condutor. O primeiro padrão condutor e o segundo padrão condutor são mutuamente indutivamente acoplados. O primeiro padrão condutor é configurado para receber um sinal de excitação. O segundo padrão condutor é configurado para gerar um sinal intermediário nele causado devido à indução mútua entre o primeiro padrão condutor e o segundo padrão condutor. O sinal intermediário gerado é indicativo do deslocamento relativo entre o elemento de estator e o elemento de rotor. O sinal de excitação é um sinal de excitação de alta frequência com uma amplitude substancialmente constante.

[020] O fato que o sinal de excitação tem uma amplitude substancialmente constante pode ser definido em que a amplitude não tem qualquer informação, isto é, que nenhuma modulação de amplitude é executada.

[021] Isto é conseguido por um sensor de deslocamento para uma ferramenta elétrica que é robusto em termos de interferências eletromagnéticas uma vez que o sinal de excitação em termos de frequência é medido a partir das frequências tipicamente associadas a fontes de interferências eletromagnéticas existentes na proximidade de uma ferramenta elétrica. A fase do sinal intermediário indicará o deslocamento relativo, isto é, o deslocamento angular relativo, entre o elemento de rotor e o elemento de estator ou em mais detalhe a diferença de fase entre o sinal intermediário e o sinal de excitação de alta frequência vai indicar referida posição relativa.

[022] Além disso, tolerância é aumentada em relação ao desalinhamento posterior entre o elemento de rotor e o elemento de estator. Também a distância entre o elemento de estator e o elemento de rotor pode ser aumentada com precisão mantida do sensor de deslocamento.

[023] Além disso, por meio da utilização de um sinal de excitação de alta frequência os padrões condutores dos elementos de estator e rotor, respectivamente, podem ser implementados com relativamente baixa quantidade de indutância incluída neles e ainda fornecer impedância suficiente para adequar a configuração do sensor de deslocamento. Isto também permite construir os respectivos padrões condutores para formar elementos condutores, isto é, bobinas, cada área relativamente circundante livre de material/elementos condutores significando que os padrões condutores podem ser implementados com relativamente poucas voltas por elemento de bobina.

[024] Além disso, o sensor de deslocamento pode ser implementado com poucos componentes de circuitos uma vez que apenas um sinal, na forma do sinal intermediário, precisa ser considerado quando se transforma sinal de sensor para um valor indicando deslocamento relativo entre o elemento de rotor e estator. Isso facilita produção de um sensor de deslocamento com fator de forma pequeno, baixo peso e baixo custo de produção. Em contraste, sensores de deslocamento de acordo com a técnica anterior geralmente usam vários sinais de recepção, cada necessitando de decodificação realizada com circuito de decodificação dedicado a fim de emitir um valor indicando deslocamento relativo.

[025] O sensor de deslocamento é em uma opção ainda caracterizado em que o sinal de alta frequência é um sinal tendo uma frequência selecionada entre um intervalo de frequência de 100 kHz - 100 MHz.

[026] O sensor de deslocamento é em uma opção ainda caracterizado em que o sinal de alta frequência é um sinal que tem uma frequência selecionada entre um intervalo de frequência de 1 MHz - 10 MHz.

[027] O sensor de deslocamento é em uma opção ainda caracterizado em que o sinal de excitação é configurado para ser um sinal de excitação de múltiplas fases que compreende uma pluralidade de sinais de excitação de alta frequência, cada tendo uma fase de uma pluralidade de fases.

[028] Isto é conseguido por um sensor de deslocamento para uma ferramenta elétrica em que o sensor de deslocamento robustez melhorada em termos de tolerância contra perturbações e em que circuitos de recepção do sensor de deslocamento podem ser fabricados com menos circuitos complexos. Em mais detalhe, por meio da utilização de um sinal de excitação de múltiplas fases o circuito no lado de recepção do sensor de deslocamento pode ser feito menos complexo. Além de permitir a implementação de circuitos menos complexos no lado de receptor do sensor de deslocamento o sensor de deslocamento é também feito mais robusto, por meio da utilização do sinal de excitação de múltiplas fases uma vez que apenas um circuito de receptor/decodificador único é necessário no lado de receptor. Isto é em contraste com sensores de deslocamento de acordo com a técnica anterior que requerem tipicamente dois circuitos de receptor/decodificador separados no lado de receptor. Usar apenas um circuito de receptor /decodificador único no lado de receptor faz o sensor de deslocamento mais robusto contra as perturbações em relação à utilização de dois circuitos de receptor /decodificador. Tais distúrbios que afetam o lado de receptor do sensor de deslocamento podem ter um impacto grave para sensores de deslocamento e, em particular, para sensores de deslocamento que tem dois circuitos de receptor/decodificador, uma vez que à intensidade de sinal no lado de receptor é tipicamente bastante fraca e, portanto, também mais sensível a perturbações que podem afetar cada um dos dois circuitos de receptor/decodificador de forma diferente. O sensor de deslocamento de acordo com a presente invenção, por outro lado, é capaz de operar com precisão em um modo sem proteção em estreita proximidade com os cabos de potência, tais como cabos de potência associados a um motor de uma ferramenta elétrica em que correntes no valor de pelo menos 60 Ampêéres (A) fluem.

[029] O sensor de deslocamento é em uma opção caracterizado ainda em que o sinal de excitação de múltiplas fases é um sinal de excitação de quatro fases tendo quatro fases que compreendem uma fase de O grau, uma fase de 90 graus, uma fase de 180 graus e uma fase de 270 graus.

[030] Isto é conseguido por um sensor de deslocamento para uma ferramenta elétrica em que o sinal de excitação de múltiplas fases pode ser gerado de uma forma eficiente uma vez que a fase de O * e fase de 90 º podem simplesmente ser invertidas para gerar as fases de 180 º e 270 º de sinal de excitação de múltiplas fases. Esta configuração do sinal de excitação de múltiplas fases também facilita a correspondência de fase em termos da configuração do primeiro padrão condutor do elemento de estator e o segundo padrão condutor do elemento de rotor. Por exemplo, no caso a configuração do segundo padrão condutor é configurada de modo a formar um padrão de duas fases alternadas compreendendo uma fase de O º e uma fase de 180 º, isto é, padrão de fase e antifase alternado, então as fases, 0 * e 180 º*, do sinal de excitação de múltiplas fases podem ser alimentadas para o primeiro padrão condutor, de modo que porções do primeiro padrão condutor, sendo alimentado com fase de 0 * do sinal de excitação de múltiplas fases, enfrentam porções do segundo padrão condutor, configurado para formar um fase de O º, em conjunto com porções, do primeiro padrão condutor sendo alimentado com uma fase de 180 º, de frente para porções do segundo padrão condutor configurado para formar uma fase de 180 “*.

[031] O sensor de deslocamento é em uma opção caracterizado ainda em que o sinal de excitação de múltiplas fases é um sinal de excitação de três fases tendo três fases que compreendem uma fase de O grau, uma fase de 120 graus e uma fase de 240 graus.

[032] Isto é conseguido por um sensor de deslocamento para uma ferramenta elétrica em que o sensor de deslocamento com detecção de deslocamento relativo facilitada de partes relativamente móveis associadas a um motor trifásico por meio da utilização de um sinal de excitação de múltiplas fases tendo três fases.

[033] O sensor de deslocamento é em uma opção ainda caracterizado em que o primeiro padrão condutor do elemento de estator compreende uma série de bobinas de acionamento estendendo ao longo de um caminho de medição do elemento de estator. A série de bobinas de acionamento é disposta em um padrão de fase repetindo periodicamente. O padrão de fase é repetido n vezes ao longo do caminho de medição. Cada bobina de acionamento do padrão de fase repetindo periodicamente é configurada para ser alimentada com uma fase do sinal de múltiplas fases.

[034] O sensor de deslocamento é em uma opção caracterizado ainda em que cada bobina de acionamento do padrão de fase repetindo periodicamente é configurado para ser alimentado com uma fase, do sinal de excitação de múltiplas fases, incrementalmente aumentando em ordem consecutiva das bobinas de acionamento do padrão de fase repetindo periodicamente.

[035] O sensor de deslocamento é em uma opção caracterizado ainda em que o segundo padrão condutor do elemento de rotor compreende uma série de bobinas de recepção equilibradas sendo conectados em série e estendendo ao longo de um caminho de medição do elemento de rotor, referido caminho de medição do elemento de rotor de frente para o caminho de medição do elemento de estator.

[036] O sensor de deslocamento é em uma opção ainda caracterizado em que cada bobina de recepção da série de bobinas de recepção é configurada para definir um padrão de duas fases alternando equilibrado repetindo periodicamente,

que se repete i-l vezes ao longo do caminho de medição, de modo que voltas adjacentes de cada bobina de recepção da série de bobinas de recepção são em antifase.

[037] Isto é conseguido por um sensor de deslocamento para uma ferramenta elétrica em que as perturbações geradas a partir de campos magnéticos exteriores efetivamente podem ser removidas de aparecer no sinal intermediário.

[038] O sensor de deslocamento é em uma opção ainda caracterizado em que o elemento de rotor compreende ainda uma bobina de acionamento equilibrada. A bobina de acionamento equilibrada é configurada para ser acoplada ao segundo "padrão condutor e para transmitir o sinal intermediário para uma bobina de recepção equilibrada do elemento de estator, por meio de indução mútua formada entre a bobina de acionamento equilibrada e bobina de recepção equilibrada.

[039] Isto é conseguido por um sensor de deslocamento para uma ferramenta elétrica em que o efeito das perturbações de campo distante é reduzido uma vez que a bobina de acionamento é equilibrada, e uma vez que a bobina de recepção é equilibrada. O sensor de deslocamento é em uma opção ainda caracterizado em que cada da bobina de acionamento equilibrada e bobina de recepção equilibrada compreende duas seções de bobina, respectivamente. Referidas duas seções de bobina são configuradas de modo que a corrente que flui nas duas seções de bobina flui em sentidos opostos uma em relação à outra ao longo do caminho de medição do elemento de rotor e estator respectivamente.

[040] Isto é conseguido por um sensor de deslocamento para uma ferramenta elétrica em que as perturbações geradas a partir de um campo magnético exterior efetivamente podem ser removidas de aparecer no sinal intermediário após transmissão do sinal intermediário do elemento de rotor para o elemento de estator.

[041] O sensor de deslocamento é em uma opção ainda caracterizado por compreender um circuito de gerador de sinal. O circuito de gerador de sinal é acoplado ao primeiro padrão condutor do elemento de estator. Referido gerador de sinal sendo configurado para gerar o sinal de excitação e fornecer o sinal de excitação para o primeiro padrão condutor, de modo a energizar referido primeiro padrão condutor.

[042] O sensor de deslocamento é em uma opção ainda caracterizado por compreender um circuito de processador de sinal de fase única. O circuito de processador de sinal é configurado para receber e processar um sinal de recepção de fase única, que corresponde ao sinal intermediário recebido no elemento de estator, de modo a fornecer um sinal de saída indicativo do deslocamento relativo entre o elemento de rotor e o elemento de estator.

[043] O sensor de deslocamento é em uma opção ainda caracterizado em que o circuito de processador de sinal de fase única compreende um circuito de detector de fase configurado para processar o sinal de recepção a fim de detectar uma diferença de fase entre o sinal recebido e o sinal de excitação, de modo a fornecer referido sinal de saída.

[044] Devido ao fato que a amplitude é mantida substancialmente constante, ou seja, que não é realizada modulação de amplitude, o passo de demodulação no lado de recepção pode ser dispensado. Além disso, uma vez que o sinal de excitação tem uma frequência alta nenhum ajuste de frequência precisa ser feito para detectar a fase, o que é de preferência feito com uma frequência elevada, de modo ser capaz de utilizar componentes pequenos.

[045] Isto é conseguido por um sensor de deslocamento para uma ferramenta elétrica em que o sensor de deslocamento é tolerante contra perturbações de amplitude modulada dado que tais perturbações não afetam a diferença de fase.

[046] O sensor de deslocamento é em uma opção ainda caracterizado em que o circuito de detector de fase é um circuito de demodulador 1/Q configurado para dois sinais de quadratura de saída, indicativos da diferença de fase do referido sinal de recepção e referido sinal de excitação.

[047] Isto é conseguido por um sensor de deslocamento para uma ferramenta elétrica em que o sensor de deslocamento com uma melhor detecção de deslocamento uma vez que um demodulador-IQ de uma forma simples e robusta pode detectar uma diferença de fase, tal como detectar a diferença de fase entre o sinal de referência e o sinal de recepção. Além da facilidade de detecção e robustez a utilização de um demodulador-IQ também fornece uma eficácia em termos de custos de fabricação do sensor de deslocamento uma vez que o demodulador-IQ pode ser fabricado a um custo relativamente baixo.

[048] O sensor de deslocamento é em uma opção ainda caracterizado em que o elemento de rotor é configurado para anexação a uma primeira parte móvel da ferramenta e em que o elemento de estator é configurado para anexação a uma segunda parte estacionária da ferramenta.

[049] Isto é conseguido por um sensor de deslocamento para uma ferramenta elétrica em que o sensor de deslocamento é habilitado para detectar o deslocamento relativo entre a primeira parte móvel e a segunda parte estacionária da ferramenta elétrica.

[050] O sensor de deslocamento é em uma opção ainda caracterizado em que o elemento de rotor e o elemento de estator são formados como discos anulares.

[051] O sensor de deslocamento é em uma opção caracterizado ainda em que o elemento de rotor e elemento de estator cada é formado por uma placa de circuito impresso com traços condutores que formam o primeiro padrão condutor e o segundo padrão condutor, respectivamente.

[052] Isto é conseguido por um sensor de deslocamento para uma ferramenta elétrica em que os elementos do estator e rotor e os seus elementos condutores associados podem ser fabricados em um modo de custo eficiente.

[053] O sensor de deslocamento é em uma opção ainda caracterizado em que o elemento de rotor compreende pelo menos um componente de capacitância configurado para fornecer supressão de ruído.

[054] Isto é conseguido por um sensor de deslocamento para uma ferramenta elétrica em que o ruído que afeta o sinal intermediário pode ser eficazmente suprimido.

[055] O sensor de deslocamento é em uma opção ainda caracterizado em que o elemento de rotor compreende pelo menos uma camada de capacitância formando pelo menos um capacitor, de modo a fornecer supressão de ruído.

[056] Isto é conseguido por um sensor de deslocamento para uma ferramenta elétrica em que o ruído que afeta o sinal intermediário poder ser efetivamente suprimido e que o capacitor na forma da camada de capacitância é protegido contra impactos mecânicos.

[057] Um ou mais destes objetivos são também alcançados por um método para detecção de deslocamento, entre duas partes relativamente móveis de uma ferramenta elétrica. O método compreende o passo de gerar um sinal de excitação na forma de um sinal de excitação de alta frequência com uma amplitude substancialmente constante. Um outro passo método compreende fornecer sinal de excitação com um primeiro padrão condutor de um elemento de estator. Um outro passo do método compreende gerar um sinal intermediário, em um segundo padrão condutor de um elemento de rotor, devido à indução mútua entre o primeiro padrão condutor e o segundo padrão condutor. Referido sinal intermediário é indicativo do deslocamento relativo entre o elemento de rotor e o elemento de estator.

[058] As reivindicações dependentes definem aspectos caracterizantes opcionais correspondentes aos descritos em relação ao sistema.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[059] A presente invenção será agora descrita em modalidades em mais detalhe, com referência aos desenhos anexos, sem limitar a interpretação da invenção aos mesmos, onde: A Figura 1 mostra esquematicamente uma ferramenta elétrica com um codificador rotativo de acordo com uma modalidade da presente invenção; A Figura 2 mostra esquematicamente um diagrama de blocos do circuito de gerador de sinal de acordo com uma modalidade da presente invenção; A Figura 3 mostra esquematicamente uma vista plana de um estator de um codificador rotativo de acordo com uma modalidade da presente invenção; A Figura 4 mostra esquematicamente uma vista plana de um rotor de um codificador rotativo de acordo com uma modalidade da presente invenção; A Figura 5a mostra esquematicamente formas de onda transmitidas a um rotor de um codificador rotativo de acordo com uma modalidade da presente invenção; A Figura 5B mostra esquematicamente formas de onda transmitidas a um rotor de um codificador rotativo de acordo com uma modalidade da presente invenção; A Figura 6 mostra esquematicamente um diagrama de blocos do circuito de processador de sinal de acordo com uma modalidade da presente invenção; A Figura 7A mostra um fluxograma de um método para detecção de deslocamento entre duas partes relativamente móveis de uma ferramenta elétrica de acordo com uma modalidade da presente invenção; e A Figura/7B mostra um fluxograma de um método para detecção de deslocamento entre duas partes relativamente móveis de uma ferramenta elétrica em mais detalhe de acordo com uma modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

[060] As Figuras são esquemáticas e simplificadas por razões de clareza, e elas apenas mostram detalhes que são essenciais para a compreensão da invenção, enquanto outros detalhes foram omitidos. Ao longo da descrição seguinte, os mesmos números de referência são utilizados para partes ou passos idênticos ou correspondentes.

[061] Com referência à Figura 1 uma ferramenta elétrica 1 com um sensor de deslocamento, na forma de um codificador rotativo indutivo 2, é revelada de acordo com uma modalidade do presente invenção. O codificador rotativo indutivo 2 compreende um elemento de estator 4 e o elemento de rotor 3. O elemento de estator 4 e o elemento de rotor 3 são configurados para serem montados concêntricos em torno de um eixo A, tal como montados concêntricos em torno de um eixo estendendo em uma direção axial de uma haste da ferramenta elétrica 1. O elemento de estator 4 e o elemento de rotor 3 são ainda configurados para serem montados em uma distância axial AD um do outro. Isto significa que uma lacuna de ar é formada entre o elemento de estator 4 e o elemento de rotor 3.

[062] O elemento de estator 4 é configurado para anexação a uma parte estacionária (não mostrada) da ferramenta elétrica 1.

[063] A parte estacionária da ferramenta elétrica pode ser uma estrutura de suporte ou alojamento para uma parte móvel (não mostrada) da ferramenta elétrica. Como um exemplo da estrutura de suporte ou alojamento da ferramenta elétrica 1 pode ser uma estrutura de suporte ou alojamento para uma parte móvel na forma de uma haste rotativa estendendo ao longo do eixo A, em que referida haste rotativa é configurada para rotação para trás e/ou para frente em torno do eixo A na direção D. O elemento de rotor 3 é configurado para anexação a uma parte móvel da ferramenta elétrica 1, tal como configurado para anexação para a haste rotativa acima exemplificada. Isto significa que o elemento de rotor 3 por meio de ser anexado a uma parte móvel se move em conjunto com a parte móvel enquanto o elemento de estator 4 permanece estacionário por meio de ser anexado a uma parte estacionária. Assim, mediante movimento da parte móvel da ferramenta elétrica 1, o elemento de rotor 3 irá ser deslocado em relação ao elemento de estator 4. No caso do elemento de rotor 3 ser anexado para a haste rotativa exemplificada acima, oO elemento de rotor 3 vai ser deslocado angularmente em relação ao elemento de estator 4 com o movimento da haste rotativa.

[064] O elemento de rotor 3 e o elemento de estator 4 são formados como discos laminares anulares. O elemento de rotor e/ou o elemento de estator pode ainda ser fornecido com pelo menos uma abertura central, tal como um orifício de passagem, configurado para receber pelo menos uma parte da ferramenta elétrica 1, por exemplo, uma haste da ferramenta elétrica.

[065] O elemento de estator 4 compreende um primeiro padrão ou faixa condutora CTl. Em mais detalhe o primeiro padrão condutor CT1 é formado no elemento de estator 4. O elemento de rotor 3 compreende um segundo padrão ou faixa condutora CT2. Em mais detalhe o segundo padrão condutor CT2 é formado no elemento de rotor 3. O primeiro e segundo padrões condutores CT1l, CT2 são formados no elemento de estator e elemento de rotor, respectivamente, em uma distância radial RD. Assim, uma vez que oO primeiro e segundo padrão condutor CTl, CT2 são, de preferência, posicionados na mesma distância radial RD e uma vez que tanto o elemento de estator 4 e o elemento de rotor 3 são configurados para serem montados concêntricos em torno do eixo A o primeiro e segundo padrões condutores CT1l, CT2 serão configurados de modo a enfrentar um ao outro ao longo da referida lacuna de ar.

[066] De preferência, o elemento de estator 4 e o elemento de rotor 3 são cada formado de um substrato, tal como um substrato eletricamente isolante. Em mais detalhe o elemento de estator 4 e o elemento de rotor 3 são preferivelmente placas de circuito impresso (PCB) com traços de cobre formando os padrões condutores com conectores elétricos associados, ou seja, os padrões condutores são padrões condutores impressos na PCB. Isto fornece um bom suporte mecânico para os padrões condutores bem como um bom isolamento elétrico.

[067] Mais detalhes sobre as configurações do primeiro padrão condutor CT1 e o segundo padrão condutor CT2 serão explicados com referência à Figura 3 e Figura 4, respectivamente.

[068] O elemento de estator 4 é configurado para ser acionado, o que significa que tem pelo menos um terminal ou conector com cabeamento associado (não mostrado) configurada para ser acoplada a uma fonte de energia, na forma de um gerador de sinal 6. O elemento de rotor 3 no outro lado é configurado para ser passivo, ou seja, o elemento de rotor 3 não tem qualquer terminal ou conector com cabeamento associado configurado para conexão a uma fonte de energia. Pelo contrário, o segundo padrão condutor do elemento de rotor 3 vai ser energizado por meio de indutância mútua ocorrendo entre o primeiro padrão condutor

CT1l do elemento de estator 4 e o segundo padrão condutor CT2 do elemento de rotor 3 mediante excitação do primeiro padrão condutor CT1 do elemento de estator 4.

[069] O circuito de gerador de sinal 6 é configurado para energizar o primeiro padrão condutor CT1 do estator 4 por meio de geração de um sinal de excitação de alta frequência SE com amplitude substancialmente constante. O sinal de excitação de alta frequência é um sinal de corrente alternada (AC). Mais detalhes sobre o circuito de gerador de sinal serão explicados com referência à Figura

2. Devido à indutância mútua entre o primeiro padrão condutor CT1l do elemento de estator 4 e o segundo padrão condutor CT2 do elemento de rotor 3 uma corrente irá ser induzida no segundo padrão condutor CT2 quando o primeiro padrão condutor CT1l é energizado pelo referido sinal de excitação de alta pela frequência SE resultante em que um sinal intermediário SI é formado no segundo padrão condutor do elemento de rotor 3. Mediante o movimento do elemento de rotor 3 em relação ao elemento de estator 4 o sinal intermediário SI resultante a partir da corrente induzida vai ser deslocado de fase ou modulado em fase em relação ao sinal de excitação SE pelo qual a informação indicativa do deslocamento relativo entre o elemento de estator 4 e o elemento de rotor 3 será fornecida. Isto será explicado em mais detalhe com referência à Figura 5A e Figura 5B.

[070] O elemento de estator 4 é ainda configurada para ser acoplada a um circuito de processador de sinal 5. O circuito de processador de sinal 5 é configurado para receber um sinal de recepção SR, que corresponde ao sinal intermediário SI transmitido, a partir do elemento de rotor e recebido no elemento de estator sobre a lacuna de ar através de meios de transmissão e meios de recepção do elemento de rotor e estator 3, 4 respectivamente. Transmissão do sinal intermediário SI a partir do elemento de rotor para o elemento de estator não introduz qualquer alteração substancial do sinal intermediário SI, oO que significa que o sinal de recepção SR terá substancialmente a mesma fase que O sinal intermediário. Os meios de transmissão e meios de recepção serão explicados em mais detalhe com referência à Figura 4 e Figura 3, respectivamente. O circuito de processador de sinal 5 é configurado para processar referido sinal de recepção SR de modo a calcular e emitir informação SOUT relativa ao deslocamento relativo, tal como o deslocamento angular relativo, entre o elemento de rotor 3 e o elemento de estator 4. A informação de saída SOUT pode ser fornecida pelo circuito de processador de sinal 5 como um sinal analógico ou digital na forma de um sinal de quadratura sendo indicativo de deslocamento relativo entre o elemento de rotor e o elemento de estator. O circuito de processador é ainda configurado para receber um sinal de referência SREF a partir do circuito de gerador de sinal 6. O circuito de processador de sinal é configurado para utilizar o sinal de referência em conjunto com processamento do sinal de recepção SR de modo a fornecer a informação de saída. Mais detalhes do circuito de processador de sinal 5 e o sinal emitido pelo circuito de processador de sinal serão explicados com referência à Figura 6.

[071] De acordo com uma modalidade o circuito de processador de sinal 5 é configurado para fornecer a informação de saída SOUT na forma de um sinal de incremento.

[072] De acordo com uma modalidade o circuito de processador de sinal 5 é configurado para fornecer a informação de saída SOUT na forma de um sinal absoluto.

[073] De acordo com uma modalidade o diâmetro exterior do elemento de estator 4 e o elemento de rotor 3 é configurado para ser selecionado a partir de um intervalo que varia entre 10-500 mm. Por exemplo, o diâmetro exterior do elemento de estator 4 e o elemento de rotor 3 pode ser selecionado para ser cerca de 40 mm.

[074] À ferramenta elétrica 1 compreendendo o codificador rotativo 2 pode ser uma ferramenta elétrica 1 acionada por um motor elétrico, um motor de combustão ou ar comprimido, ou seja, ferramenta pneumática. A ferramenta elétrica 1 pode ser uma ferramenta elétrica selecionada a partir de um grupo de ferramentas elétricas compreendendo: uma parafusadeira, uma parafusadeira pulsante, uma chave de fenda, uma chave inglesa e uma broca.

[075] Com referência à Figura 2 um circuito de gerador de sinal para um codificador rotativo de acordo com uma modalidade da presente invenção é ilustrado.

[076] O circuito de gerador de sinal 6 compreende uma fonte de potência 7 de corrente alternada (AC), também referida como um oscilador de alta frequência AC 7, configurado para gerar um sinal de alta frequência ACl com uma amplitude substancialmente constante. Com um sinal tendo uma amplitude substancialmente constante significa-se um sinal que exibe as mais pequenas variações na amplitude sobre tempo, tais como pequenas variações causadas por limitações de desempenho do oscilador ou por ruído que afeta o sinal, e um sinal que não foi submetido a qualquer forma de operações de modulação de amplitude (AM). A fonte de potência AC 7 compreende um circuito para controlar a frequência do sinal de alta frequência ACl. A fonte de potência AC é ainda configurada para gerar um sinal de alta frequência ACl, com amplitude substancialmente constante AMP, tendo uma forma de onda periódica. O sinal de alta frequência ACl gerado pela fonte de potência AC tem uma frequência no intervalo de 100 KHz a 100 MHz.

[077] De acordo com uma modalidade o sinal de alta frequência ACl é gerado de modo que ele tem uma forma de onda senoidal.

[078] De acordo com uma modalidade o sinal de alta frequência ACl gerado pela fonte de potência AC tem uma frequência superior a 100 KHz.

[079] De acordo com uma modalidade o sinal de alta frequência ACl gerado pela fonte de potência AC tem uma frequência superior a 1 MHz.

[080] De acordo com uma modalidade o sinal de alta frequência ACl gerado pela fonte de potência AC é periódico.

[081] De acordo com uma modalidade o sinal de alta frequência ACl é gerado de modo que tenha uma única frequência, tal como uma única frequência dentro de qualquer dos intervalos de frequências anteriormente mencionados.

[082] De acordo com uma modalidade preferida, o sinal de alta frequência ACl gerado pela fonte de potência AC tem uma frequência no intervalo de 1 MHz a 10 MHz, tal como de

2,5 MHz. De preferência, a frequência do sinal de alta frequência ACl é disposta de modo que é muito longe de frequências de outros sinais existentes na proximidade da ferramenta elétrica, tais como os sinais gerados pelos componentes elétricos/magnéticos localizados interiormente ou exteriormente da ferramenta elétrica. Isto reduz eficazmente a influência que estes sinais têm no processo de detecção. Além disso, isto reduz os distúrbios produzidos pelo codificador rotativo que podem afetar outros “componentes interiormente ou exteriormente da ferramenta elétrica. De acordo com uma variante uma modulação de espectro de dispersão pode ser adicionada ao sinal ACl, de modo a minimizar ainda mais perturbações.

[083] O circuito de gerador de sinal 6 compreende ainda um circuito de deslocamento de fase 8 acoplado ao oscilador de alta frequência AC 7. O circuito de deslocamento de fase 8 é configurado para receber o sinal de alta frequência AC1 gerado pelo oscilador de alta frequência AC 7. O circuito de deslocamento de fase 8 é ainda configurado, com base no sinal de alta frequência recebido ACl, para gerar e emitir um sinal de múltiplas fases, ou seja, um sinal que compreende uma pluralidade de sinais de alta frequência AC2, AC3, tendo cada uma fase de uma pluralidade de fases. De preferência, a pluralidade de fases são diferentes umas das outras.

[084] No exemplo ilustrado com referência à Figura 2, o circuito de deslocamento de fase 8 é configurado para gerar e emitir dois sinais de alta frequência AC2 e AC3 de que o sinal de alta frequência AC3 é de quadratura com o sinal de alta frequência AC2. O termo "quadratura" é usado para definir que o sinal AC3 é deslocado de fase em relação ao sinal de alta frequência ACl. Em mais detalhe um sinal de quadratura de um sinal é separado em fase por 90 º (n/2, ou N/4). Assim, o sinal AC3 é deslocado de fase em relação ao sinal de alta frequência ACl por 90 º. Além de emitir o sinal de quadratura AC3 o circuito de quadratura 8 também é configurado para emitir um sinal de alta frequência AC2, correspondente ao sinal de alta frequência AC1l recebido, ou seja, sem mudança de fase.

[085] Deve notar-se que o circuito de deslocamento de fase 8 pode ser configurado de forma diferente do que no exemplo ilustrado com referência à Figura 2. Por exemplo, a circuito de deslocamento de fase 8 pode ser configurado para gerar mais do que dois sinais de alta frequência tendo uma pluralidade de fases, tais como, por exemplo, três ou seis sinais de alta frequência tendo cada um diferentes fases. Também a separação de fase entre as fases da pluralidade de sinais de alta frequência pode ser diferente de 90 º. O circuito de deslocamento de fase 8 pode, por exemplo, ser configurado para gerar e emitir três sinais de alta frequência um dos quais tem um deslocamento de fase de O º em relação ao sinal de alta frequência ACl, um dos quais tem um deslocamento de fase de 120 º em relação ao sinal de alta frequência ACl e um dos quais tem um deslocamento de fase de 240 * em relação ao sinal de alta frequência AC1l.

[086] Além disso, as fases da pluralidade de sinais de alta frequência gerados pelo circuito de deslocamento de fase não tem, necessariamente, que formar séries geométricas, ou seja, serem múltiplos de um deslocamento de fase angular constante.

[087] Ainda com referência ao exemplo ilustrado com referência à Figura 2 circuito de gerador de sinal 6 compreende ainda dois acionadores de bobina 9, 10 configurados para serem acoplados ao circuito de deslocamento de fase 8. Um primeiro acionador de bobina 9 dos dois acionadores de bobina é configurado para receber o sinal AC2. Um segundo acionador de bobina 10 dos dois acionadores de bobina é configurado para receber o sinal AC3. O primeiro acionador de bobina 9 é ainda configurado para gerar e emitir um primeiro sinal de excitação El e um segundo sinal de excitação E2. O segundo acionador de bobina 10 é ainda configurado para gerar e emitir um terceiro sinal de excitação E3 e um quarto sinal de excitação E4. Referido primeiro, segundo, terceiro e quarto sinais de excitação formando um sinal de excitação de múltiplas fases, ou seja, uma pluralidade de sinais de excitação tendo cada um uma fase de uma pluralidade de fases, cada uma das referidas fases sendo uma fase que é deslocada de fase por um número predeterminado de graus do sinal de alta frequência ACl. O primeiro sinal de excitação El sendo um sinal de alta frequência com uma amplitude substancialmente constante correspondente ao sinal AC2. O segundo sinal de excitação E2 sendo um sinal de alta frequência com uma amplitude substancialmente constante correspondente a uma versão deslocada de fase do sinal AC2, em que o segundo sinal de excitação E2 sendo deslocado de fase por 180 º em relação ao sinal AC2. O terceiro sinal de excitação E3 sendo um sinal de alta frequência com uma amplitude substancialmente constante correspondente ao sinal AC3. O quarto sinal de excitação E4 sendo um sinal de alta frequência com uma amplitude substancialmente constante correspondente a uma versão deslocada de fase do sinal AC3, em que o quarto sinal de excitação E4 é deslocado de fase por 180 º em relação ao sinal AC3. Por conseguinte, em relação ao primeiro sinal de excitação El, o terceiro sinal de excitação E3 é deslocado de fase por 90 º*, o segundo sinal de excitação E2 é deslocado de fase por 180 *º e o quarto sinal de excitação E4 é deslocado de fase por 270 º. Isto significa que a fase do sinal de múltiplas fases compreendendo o primeiro, o segundo, o terceiro e o quarto sinal de excitação aumenta sucessivamente em fase com 90 º, ou seja, é incrementalmente aumentando em fase com 90 º, na ordem de E1l-E3-E2-E4. Isto também significa que: o terceiro sinal de excitação E3 é em fase de quadratura com o primeiro sinal de excitação El; o segundo sinal de excitação E2 é em fase de quadratura com o terceiro sinal de excitação E3; e o quarto sinal de excitação E4 é em fase de quadratura com o segundo sinal de excitação E2. Os dois acionadores bobina do circuito de gerador de sinal 6 podem ser circuitos amplificadores diferenciais cada com duas saídas das quais uma têm polaridade invertida.

[088] O circuito de gerador de sinal 6 é ainda configurado para ser acoplado ao elemento de estator 4 de modo a fornecer o referido sinal de excitação, na forma do sinal de excitação de múltiplas fases para o primeiro padrão condutor do elemento de estator 4 causando energização ou excitação do primeiro padrão condutor do elemento de estator 4. Mais detalhes de como os sinais gerados pelo circuito de gerador de sinal 6 propagam no elemento de estator 4 serão explicados com referência à Figura 3.

[089] Deve ser notado que o circuito de gerador de sinal 6 exemplificado com referência à Figura 2 pode ser configurado de forma diferente. Por exemplo, o circuito de gerador de sinal 6 pode ser configurado para gerar menos ou mais sinais de saída El-E4 para serem fornecidos ao elemento de estator 4. No caso do circuito de gerador de sinal ser configurado para gerar menos ou mais sinais de saída, isto é, sinais de excitação El- E4, que no exemplo ilustrado, em seguida, o gerador de sinal pode incluir menos ou mais acionadores de bobina. Como um exemplo de acordo com uma modalidade da invenção, o circuito de gerador de sinal compreende um acionador de bobina por sinal de excitação gerado. De acordo com uma modalidade o circuito de gerador de sinal é configurado para gerar e emitir um sinal de excitação tendo uma fase de O º, um sinal de excitação tendo uma fase de 120 *º e um sinal de excitação com um deslocamento de fase de 240 “*. Nesta modalidade o gerador de sinal compreende três acionadores de bobina, isto é, um por sinal de excitação gerado. Também o circuito de gerador de sinal 6 pode compreender circuitos de amplificador de potência configurados para amplificar os sinais emitidos pelo circuito de gerador de sinal 6.

[090] Com referência à Figura 3 um elemento de estator de um codificador rotativo indutivo de acordo com uma modalidade da presente invenção é ilustrado.

[091] O elemento de estator 4 do codificador rotativo, tal como o codificador rotativo 2, exemplificado com referência à Figura l1, compreende um primeiro padrão condutor, tal como um primeiro padrão condutor CTl, na forma de uma série de bobinas de acionamento SDC1-SDC8,..., SDCk-3, SDCk-2, SDCk-l, SDCk, ou seja SDCl- SDCk.

Assim, a série de bobinas de acionamento compreende um número k de bobinas de acionamento.

A série de bobinas de acionamento SDC1-SDCk são dispostas equidistantes, ou seja, a distância entre cada bobina de acionamento e uma bobina de acionamento adjacente da série de bobinas de acionamento é igual.

A série de bobinas de acionamento SDC1I-SDCk são ainda dispostas no elemento de estator 4, tal como arranjado integrado em um elemento de estator em forma de disco anular, tal como exemplificado com referência à Figura 1, ao longo de uma direção circunferencial do elemento de estator 4. Isto significa que a série de bobinas de acionamento SDC1-SDCk são dispostas para formar um caminho de medição, estendendo ao longo da direção circunferencial do elemento de estator 4. Cada bobina de acionamento da série de bobinas de acionamento SDC1I-SDCk é ainda disposta no elemento de estator em primeira distância radial predeterminada RD1l a partir do centro do elemento de estator 4 e estendendo para o exterior para uma segunda distância radial RD2 do elemento de estator 4. Cada bobina de acionamento da série de bobinas de acionamento SDCl - SDCk é disposta com a sua direção principal de extensão alinhada com a direção principal de extensão do elemento de estator, ou seja, disposta de modo a estender em um plano formado da direção principal de extensão do elemento de estator 4, ao longo do qual o caminho de medição está estendendo.

[092] Cada bobina de acionamento da série de bobinas de acionamento SDCI-SDCk compreende um enrolamento, tendo enrolamentos em espiral ou serpentina, formando um laço disposto em um padrão de espiral para dentro/para fora.

De um modo preferido, a forma do padrão de espiral para dentro/para fora é configurada de modo que as seções laterais do padrão de espiral para dentro/para fora estendendo substancialmente ao longo da direção radial do elemento de estator são substancialmente alinhadas com a direção radial do elemento de estator, isto é, substancialmente em forma de linhas retas, e de modo que seções laterais do padrão de espiral para dentro/para fora estendendo em uma direção substancialmente anular do elemento de estator tenha uma curvatura, substancialmente correspondendo a curvatura do elemento de estator substancialmente anular, isto é, as seções laterais do padrão de espiral para dentro/para fora estendendo em uma direção anelar do elemento de estator são curvadas para fora na direção radial do elemento de estator de modo a corresponder substancialmente a curvatura do elemento de estator.

Isto também significa que cada segmento de uma seção lateral individual, das seções laterais do padrão de espiral para dentro/para fora estendendo em uma direção anelar do elemento de estator, é disposto substancialmente à mesma distância radial do centro do elemento de estator.

O enrolamento tem dois pontos de extremidade, cada configurado para ser acoplado a um terminal do elemento de estator 4. O enrolamento de cada bobina de acionamento da série de bobinas de acionamento SDC1-SDCk tem um número predeterminado de voltas.

De preferência, o número predeterminado de voltas em cada enrolamento é entre 2-5 voltas.

[093] Cada bobina de acionamento da série de bobinas de acionamento SDC1-SDCk do elemento de estator 4, tal como a bobina de acionamento SDCl, rodeia uma área ARl tendo uma dimensão predeterminada. Referida área ARLI sendo configurada para ser livre de qualquer forma de elementos condutores, como enrolamentos.

[094] O elemento de estator 4 é configurado para ser acoplado a um circuito de gerador de sinal, tal como o circuito de gerador de sinal 6 exemplificado com referência à Figura 1 ou Figura 2. O elemento de estator 4 é ainda configurado para ser acoplado a um circuito de processador de sinal, tal como o circuito de processador de sinal 5 exemplificado com referência à Figura l1 ou Figura 6. Em mais detalhe o elemento de estator 4 é configurado para ser acoplado ao circuito de gerador de sinal 6 e o circuito de processador de sinal 5 via pelo menos um terminal de entrada/saída principal Ml. Isto significa que o elemento de estator 4 é habilitado para receber informação, na forma de um sinal de excitação SE, tal como o sinal de excitação de alta frequência de múltiplas fases com uma amplitude substancialmente constante, do circuito de gerador de sinal 6 e habilitado para transmitir informação para o circuito de processador de sinal, tal como a informação de transmissão relativa a um sinal de recepção SR, correspondente ao sinal intermediário SI, causado no segundo padrão condutor CT2 do elemento de rotor 3 devido à indução mútua, recebido via meio de recepção do elemento de estator 4.

[095] O elemento de estator 4 compreende ainda uma pluralidade de terminais periféricos, isto é em que dois dos terminais periféricos com referências PTL, PT2 são ilustrados na Figura 3, dispostos em torno da periferia do elemento de estator 4. Estes terminais periféricos são configurados para fornecer ou alimentar o sinal de excitação em cada bobina de acionamento da série de bobinas de acionamento do elemento de estator 4.

[096] Cada bobina de acionamento da série de bobinas de acionamento SDC1I-SDCk é configurada com dois terminais ou derivações, ilustrados como círculos na Figura 3. Os dois terminais no ponto de extremidade de cada uma das bobinas de acionamento é configurado para ser acoplado a dois terminais, do elemento de estator 4. Isto permite fornecer cada uma das bobinas de acionamento com o sinal de excitação de alta frequência SE, tal com um fase de um sinal de excitação de múltiplas fases de alta frequência E1l-E4 ou em mais detalhe um dos sinais de excitação El-E4 tendo uma determinada fase, gerado por um circuito de gerador de sinal 6, tal como exemplificado com referência à Figura 1 ou Figura 2.

[097] De acordo com uma modalidade preferida, a série de bobinas de acionamento SDC1-SDCk do elemento de estator 4 são configuradas para formar um padrão de fase repetindo periodicamente Pl que é repetido n vezes ao longo do caminho de medição do elemento de estator 4, em que n é um número inteiro, que varia de zero para cima, que denota o número de vezes que o padrão de fase repetindo Pl é repetido, isto é repetido ao longo do caminho de medição do elemento de estator 4. Isto significa que uma pluralidade de sucessivas ou consecutivas bobinas de acionamento SDC1l- SDCk, tal como um número predeterminado de bobinas de acionamento consecutivas da série de bobinas de acionamento do elemento de estator formam o padrão de fase, por exemplo, o padrão de fase Pl que é repetido n vezes ao longo do caminho de medição, de modo que esta série de bobinas de acionamento é disposta para compreender os padrões de fase Pl-Pn. Como um exemplo no caso de n igual a zero a série de bobinas de acionamento SDC1I-SDCk do elemento de estator 4 são configuradas de modo a formar um único padrão de fase Pl que é repetido zero vezes, ou seja, a série de bobinas de acionamento SDC1I-SDCk do elemento de estator 4 são dispostas em um único padrão de fase Pl ao longo do caminho de medição do elemento de estator. Como outro exemplo, no caso em que n é igual a dois a série de bobinas de acionamento SDCI-SDCk do elemento de estator 4 são configuradas para formar um padrão de fase Pl que é repetido duas vezes ao longo do caminho de medição do elemento de estator 4, isto é, o padrão de fase repetindo aparece três vezes ao longo do caminho de medição do elemento de estator 4, incluindo o padrão de fase Pl em si.

[098] As bobinas de acionamento do padrão de fase são configuradas para serem alimentadas com uma fase do sinal de excitação de múltiplas fases de alta frequência SE ou em mais detalhe um sinal de excitação E1l-E4 do sinal de excitação de alta frequência de múltiplas fases SE tendo uma pluralidade de sinais de excitação E1l-E4 de modo que as bobinas de acionamento adjacentes do padrão de fase recebem uma fase do sinal de excitação de múltiplas fases de alta frequência SE sendo separada em fase relativa de uma bobina de acionamento vizinha do padrão de fase. Isto também pode ser expresso pelo que a fase do sinal de excitação configurado para ser alimentado para as bobinas de acionamento do padrão de fase sendo deslocado de fase, tal como incrementado em fase, em ordem consecutiva das bobinas de acionamento formando o padrão de fase.

[099] No exemplo ilustrado quatro bobinas de acionamento consecutivas SDC1-SDC4, SDC5-SDC8, ..., SDCk-3- SDCk da série de bobinas de acionamento formam o padrão de fase repetindo que é repetido sete vezes, isto é, n é igual a sete. Em mais detalhe as bobinas de acionamento SDC1-SDC4 formam um padrão de fase Pl, as bobinas de acionamento SDC5-SDC8 formam o padrão de fase P2 sendo a primeira repetição periódica do padrão de fase Pl e as bobinas de acionamento SDCk-3-SDCk formam o padrão de fase Pn sendo a n-ésima -l repetição do padrão de fase Pl de modo que a série de bobinas de acionamento formam n números de repetições do padrão de fase repetindo periodicamente Pl, incluindo Pl.

[100] De acordo com uma modalidade preferida, o padrão de fase repetindo é um padrão de quadratura de quatro fases repetido n vezes ao longo do caminho de medição do elemento de rotor 3, tal como repetido sete vezes ao longo do caminho de medição do elemento de rotor 3.

[101] Nesta modalidade o padrão de quadratura de quatro fases é configurado de tal modo que quatro bobinas de acionamento consecutivas formando o padrão de quadratura de quatro fases são fornecidas com uma fase, do sinal de excitação de múltiplas fases, na forma de uma fase de 0 º, uma fase de 90 º, uma fase de 180 º e uma fase de 270 º,

respectivamente. Isto significa que uma primeira bobina de acionamento SDCl em ordem do padrão de quadratura de quatro fases vai ser alimentada com um sinal de excitação tendo fase de 0 º, tal como alimentada com o sinal de excitação El exemplificado com referência à Figura 2, uma segunda bobina de acionamento SDC2, em ordem do padrão de quadratura de quatro fases vai ser alimentada com um sinal de excitação tendo fase de 90 º, tal como alimentada com o sinal de excitação E3 exemplificado com referência à Figura 2, uma terceira bobina de acionamento SDC3 em ordem do padrão de quadratura de quatro fases vai ser alimentada com um sinal de excitação com fase de 180 “º*, tal como alimentada com o sinal de excitação E2 exemplificado com referência à Figura 2 e que uma quarta bobina de acionamento SDC4 em ordem do padrão de quadratura de quatro fases vai ser alimentada com um sinal de excitação tendo fase de 270 º*, tal como alimentada com o sinal de excitação E4 exemplificado com referência à Figura 2. No caso do codificador rotativo 2 ser configurado para detectar o deslocamento rotativo de uma haste de um motor elétrico da ferramenta elétrica, em seguida, o número de padrões de quadratura de quatro fases, isto é períodos, é preferencialmente sincronizado com o número de períodos do motor elétrico.

[102] Em uma modalidade diferente o padrão de fase repetindo periodicamente Pl é fornecido como um padrão de três fases. O padrão de três fases é formado de três bobinas de acionamento consecutivas da série de bobinas de acionamento SDC1-SDCk. O padrão de três fases é disposto de modo a ser repetido n vezes. Um primeiro acionamento SDC1 em ordem das três bobinas de acionamento consecutivas formando o padrão de três fases é disposta para ser alimentada com um com um sinal de excitação tendo fase de O º*, tal como alimentada com o sinal de excitação El exemplificado com referência à Figura 2, uma segundo bobina de acionamento SDC2 em ordem das três bobinas de acionamento consecutivas formando o padrão de três fases é disposta para ser alimentada com um com um sinal de excitação tendo fase de 120 º e uma terceira bobina de acionamento SDC3 em ordem das três bobinas de acionamento consecutivas formando o padrão de três fases é disposta para ser alimentada com um sinal de excitação tendo uma fase de 240 *º.

[103] Deve notar-se que qualquer número de bobinas de acionamento consecutivas da série de bobinas de acionamento SDC1-SDCk podem ser dispostas de modo a formar o padrão de fase repetindo periodicamente Pl. Deve também ser notado que cada bobina de acionamento compreendida em padrão de fase repetindo periodicamente pode ser disposta para ser alimentada com sinais de excitação diferentes, ou seja, sinais de excitação tendo diferentes fases, do que os sinais de excitação exemplificados acima dependendo da aplicação e a configuração do circuito de gerador de sinal.

[104] O elemento de estator 4 de acordo com uma modalidade inclui ainda meios de recepção na forma de uma bobina de recepção equilibrada SRC. A bobina de recepção equilibrada SRC é disposta para receber um sinal, sinal de recepção SR, correspondente a um sinal transmitido a partir de meios de transmissão do elemento de rotor 3, referido sinal transmitido sendo o sinal induzido no segundo padrão condutor CT2 do elemento de rotor 3, ou seja, o sinal intermediário SI, tal como exemplificado com referência à Figura 1. O meio de transmissão do elemento de rotor 3 vai ser explicado em mais detalhe com referência à Figura 4. Em mais detalhe a bobina de recepção equilibrada SRC do elemento de estator 4 compreende duas seções de bobina de recepção equilibrada na forma de uma primeira seção de bobina de recepção equilibrada SRCA e uma segunda seção de bobina de recepção equilibrada SRCB. A primeira e segunda seções de bobina de recepção equilibrada são configuradas de modo que a corrente induzida em cada uma da primeira e segunda seções de bobina de recepção equilibrada flui em direção oposta uma em relação à outra. Isto significa que as correntes induzidas na primeira seção de bobina de recepção equilibrada fluem SRCA em direção oposta em relação a correntes induzidas na segunda seção de bobina de recepção equilibrada SRCB. A primeira seção de bobina de recepção equilibrada SRCA é configurada para ser disposta concêntrica em torno do centro do elemento de estator 4 em uma terceira distância radial RD3. A segunda seção de bobina de recepção equilibrada SRCB é configurada para ser disposta concêntrica em torno do centro do elemento de estator 4 em uma quarta distância radial RD4. A primeira e a segunda seção de bobina de recepção equilibrada SRCA, SRCB são cada uma formada de um enrolamento em espiral ou serpentina tendo uma forma anular.

[105] Os enrolamentos das bobinas de acionamento do elemento de estator 4 são de preferência feitos de cobre ou outro material adequado com propriedades condutoras. A largura de condutor dos enrolamentos pode ser em torno de

12 um.

[106] De acordo com uma modalidade o diâmetro exterior do elemento de estator 4 é selecionado de entre um intervalo de diâmetros incluindo 10-500 mm, tal como 40 mm.

[107] Deve ser notado que o elemento de estator 4 exemplificado com referência à Figura 3 é semelhante ao que é descrito com referência à Figura 1 também preferível é um elemento de estator 4 feito de um substrato eletricamente isolante, tal como feito de uma PCB.

[108] Com referência à Figura 4 um elemento de rotor de um codificador rotativo indutivo de acordo com uma modalidade da presente invenção é ilustrado.

[109] O elemento de rotor 3 do codificador rotativo indutivo, tal como o codificador rotativo indutivo 2, exemplificado com referência à Figura 1, compreende segundo padrão condutor, tal como um primeiro padrão condutor CT2, na forma de uma série de bobinas de recepção RRCl, RRC2,..., RRCi, ou seja RRCI-RRCi. Assim, a série de bobinas de recepção RRCI-RRCi do elemento de rotor 3 compreende um número i de bobinas de recepção.

[110] A série de bobinas de recepção RRCI-RRCi são dispostas equidistantes, isto é, a distância entre a bobina de acionamento de recepção e uma bobina de recepção adjacente da série de bobinas de recepção é igual. A série de bobinas de recepção RRCI-RRCi são ainda dispostas no elemento de rotor 3, tal como arranjado integrado em um elemento de rotor em forma de disco anular tal como exemplificado com referência à Figura 1, ao longo de uma direção circunferencial do elemento de rotor 3. Isto significa que a série de bobinas de recepção RRC1-RRCi são dispostas para formar um caminho de medição, estendendo ao longo da direção circunferencial do elemento de estator 3.

[111] Cada bobina de recepção da série de bobinas de recepção RRCI-RRCi é ainda disposta no elemento de rotor a uma primeira distância radial predeterminada RDl a partir do centro do elemento de rotor 3 e estendendo para o exterior para uma segunda distância radial RD2 do elemento de rotor 3. Referida primeira e segunda distâncias radiais entre as quais referidas bobinas de recepção estendem correspondendo à primeira e segunda distâncias radiais entre as quais as bobinas de acionamento do elemento de estator 4, tais como o elemento de estator exemplificado com referência à Figura 3, estendem.

[112] Cada bobina de recepção da série de bobinas de recepção RRCI-RRCi é disposta com sua direção principal de extensão alinhada com a direção principal de extensão do elemento de rotor 3 ou seja disposta para estender em um plano formado da direção principal de extensão do elemento de rotor 3. Isto significa que o segundo padrão condutor CT2 ou caminho de medição do elemento de rotor 3 é de preferência configurado para enfrentar o primeiro padrão condutor CT1l ou caminho de medição do elemento de estator

4.

[113] Cada bobina de recepção da série de bobina de recepção RRC1-RRCi, tal como a bobina de recepção RRC1 do elemento de rotor 3 compreende um enrolamento, tendo um enrolamento em espiral ou serpentina, formando dois elementos de loop equilibrados separados, referenciados com números de índice LI, L2 na Figura 3. Os dois elementos de loop de cada bobina de recepção RRC1-RRCi são entrelaçados por meio destes progressos de enrolamento entre os dois elementos de loop. Isto é, por exemplo, mostrado na Figura 3, onde a bobina de recepção RRCl compreende dois elementos de loop entrelaçados equilibrados RRC1:L1, RRC1:L2, respectivamente, e em que a bobina de recepção RRC2 compreende dois elementos de loop equilibrados entrelaçados RRC2:L1, RRC2:1L2. Cada um dos referidos dois elementos de loop é ainda disposto em um padrão de espiral para dentro/para fora de uma forma semelhante ao padrão de espiral para dentro/para fora das bobinas de acionamento SDC1I-SDCkK do elemento de estator 4 exemplificado com referência à Figura 3, ou seja configurado de modo a compreender um padrão com seções laterais curvas e retas respectivamente. o enrolamento tem dois pontos de extremidade com terminais associados, cada configurado para ser acoplado a um terminal de um enrolamento, ou seja, bobina de recepção adjacente do elemento de rotor 3. Assim, a série de bobinas de recepção RRC1I-RRCi do elemento de rotor 4 são configuradas para serem conectadas em série.

[114] O enrolamento de cada bobina de recepção da série de bobinas de recepção RRC1-RRCi tem um número predeterminado de voltas. De preferência, o número predeterminado de voltas em cada enrolamento é entre 2-5 voltas.

[115] Cada elemento de loop de cada bobina de recepção da série de bobinas de recepção RRCI-RRCi do elemento de rotor 3, como à bobina de recepção RRCl, ao redor de uma área Al:1, Al:2 cada tendo uma dimensão predeterminada ambas configuradas para estarem livres de qualquer forma de elementos condutores, como enrolamentos. Em mais detalhe um primeiro circuito de cada um dos enrolamentos, isto é, bobina de recepção do elemento de rotor 3, circunda a área Al:1 e um segundo loop de cada enrolamento, isto é, bobina de recepção do elemento de rotor 3, circunda a área Al:2.

[116] Cada bobina de recepção da série de bobinas de recepção RRCI-RRCi do elemento de rotor 3 é ainda configurada de modo que a extensão no plano formado da direção principal de extensão do elemento de rotor 3 do primeiro e segundo elementos de loop de cada bobina de recepção da série de bobinas de recepção RRC1I-RRCi corresponde à extensão de duas bobinas de acionamento adjacentes da série de bobinas de acionamento SDC1-SDCk do elemento de estator 4. Isto significa que cada elemento de loop, isto é, primeiro e segundo elementos de loop de cada da bobina de recepção da série de bobinas de recepção RRC1l do elemento de rotor 3 abrange uma área correspondente a uma área abrangida por duas bobinas de acionamento adjacentes incluindo a área entre referidas duas bobinas de acionamento adjacentes da série de bobinas de acionamento SDC1-SDCk do elemento de estator 4. Além disso, a distância ao longo do caminho de medição do elemento de rotor 3 entre cada dos dois elementos de loop de cada bobina de recepção da série de bobinas de recepção RRCI-RRCi do elemento de rotor 3 e a distância ao longo do caminho de medição do elemento de rotor 3 entre cada bobina de recepção da série de bobinas de recepção RRCl corresponde à distância ao longo do caminho de medição do elemento de estator 4 entre cada bobina de acionamento da série de bobinas de acionamento SDC1-SDCk. Isto significa que quando o elemento de rotor 3 move ao longo do caminho de medição do elemento de rotor 3 cada elemento de loop de cada bobina de recepção da série de bobinas de recepção do elemento de rotor 3 irá enfrentar “periodicamente duas bobinas de acionamento adjacentes da série de bobinas de acionamento SDCl -SDCk do elemento de estator 4.

[117] A direção do enrolamento no primeiro elemento de loop e o segundo elemento de loop formando em conjunto cada um dos enrolamentos, isto é, bobina de recepção do elemento de rotor 3, são configuradas de modo a fornecer um padrão de duas fases alternadas que se repete i-l vezes ao longo do caminho de medição do elemento de rotor 3, em que i é um número inteiro variando para cima a partir de um. Isto significa que no caso i é igual a um somente a bobina de recepção RRCl formando o padrão de duas fases alternadas é presente ao longo do caminho de medição do elemento de rotor 3 e no caso de i ser igual a 3 as bobinas de recepção RRCl, RRC2 e RRC3 são presentes ao longo do caminho de medição do elemento de rotor 3, o que significa que o padrão de duas fases de repetição é repetido duas vezes na forma de RRC2 e RRC3 além do padrão de duas fases formado pela bobina de recepção RRCl. Em mais detalhe elementos de loop adjacentes, isto é, o primeiro e segundo loop de cada uma das bobinas de recepção da série de bobinas de recepção RRC1-RRCi são configurados para sem em antifase, ou seja, são 180 º fora de fase. Isto também significa que os elementos de loop adjacentes na forma de um segundo elemento de loop de bobina de recepção e um primeiro elemento de loop de uma bobina de recepção consecutiva, isto é, subsequente, da série de bobinas de recepção RRCl- RRCi são em antifase. Além disso, também elementos de loop adjacentes na forma de um primeiro elemento de loop de bobina de recepção e um segundo elemento de loop de uma bobina de recepção anterior da série de bobinas de recepção são em antifase.

Por meio do padrão de duas fases alternadas a influência de interferências eletromagnéticas na forma de um campo eletromagnético alternado de fundo comum uma vez que uma corrente induzida por meio do campo eletromagnético alternado de fundo comum em elementos de loop adjacentes irão anular-se mutuamente devido aos elementos de loop adjacentes estarem em antifase.

Este não será o caso para correntes induzidas por meio de fornecer o sinal de excitação para o primeiro padrão condutor uma vez que cada um dos elementos de loop das bobinas de recepção por meio da configuração do sinal de excitação e o primeiro padrão condutor do elemento de estator serão induzidos por correntes com fase diferente.

O elemento de rotor 3 de rotor de acordo com uma modalidade compreende ainda meios de transmissão na forma de uma bobina de acionamento equilibrada RDC.

De acordo com esta modalidade o elemento de estator 4 é configurado com meios de recepção na forma de uma bobina de recepção equilibrada como explicado em mais detalhe com referência à Figura 3. A bobina de acionamento equilibrada RDC do elemento de rotor 3 é configurada para ser acoplada ao segundo padrão condutor CT2 do elemento de rotor 3 de modo que quando o sinal intermediário SI é gerado no segundo padrão condutor do elemento de rotor 3 devido à energização do primeiro padrão condutor CTl do elemento de estator 4 este sinal intermediário também irá propagar para a bobina de acionamento equilibrada do elemento de rotor 3, resultando em que um sinal, sinal de recepção SR, é gerado na bobina de recepção equilibrada SRC do elemento de estator 4.

[118] Em mais detalhe a bobina de acionamento equilibrada RDC do elemento de rotor 3 compreende duas seções de bobina de acionamento equilibrada na forma de uma primeira seção de bobina de acionamento equilibrada RDCA e uma segunda seção de bobina de acionamento equilibrada RDCB. A primeira e segunda seções de bobina de acionamento equilibrada são configuradas de modo que a corrente induzida em cada uma da primeira e segunda seção de bobina de acionamento equilibrada flui em direção oposta uma em relação à outra. Isto significa que correntes induzidas na primeira seção de bobina de acionamento equilibrada RDCA flui em direção oposta em relação a correntes induzidas na segunda seção de bobina de acionamento equilibrada RDCB. A primeira seção de bobina de acionamento equilibrada RDCA é configurada para ser disposta concêntrica em torno do centro do elemento de rotor 3 em uma terceira distância radial RD3, Ou seja, na mesma distância radial que a primeira seção de bobina de recepção equilibrada SRCA do elemento de estator 4, tal como o elemento de estator exemplificado com referência à Figura 3. A segunda seção de bobina de acionamento equilibrada RDCB é configurada para ser disposta concêntrica em torno do centro do elemento de rotor 3 em uma quarta distância radial RD4, isto é, na mesma distância radial que a segunda seção da bobina de recepção equilibrada SRCB do elemento de estator 4. Isto significa que a primeira seção de bobina de acionamento equilibrada RDCA do elemento de rotor 3 é disposta de modo a enfrentar a primeira seção de bobina de recepção equilibrada SRCA do elemento de estator 4 e que a segunda seção de bobina de acionamento equilibrada RDCB do elemento de rotor 3 é disposta de modo a enfrentar a segunda seção de bobina de recepção equilibrada SRCB do elemento de estator 4 pelo que ocorre indutância mútua após energização da bobina de acionamento equilibrada RDC do elemento de rotor 3. Isto significa ainda que quando a bobina de acionamento equilibrada RDC, e, assim, também suas seções de bobina de acionamento equilibrada RDCA, RDCB, do elemento de rotor 3 são energizadas pelo referido sinal intermediário SI este sinal intermediário SI será transmitido para as seções de bobina de recepção equilibrada SRCA, SRCB do elemento de estator 4 devido ao acoplamento indutivo mútuo entre as seções de bobina de acionamento equilibrada RDCA, RDCB do elemento de rotor 3 e as seções de bobina de recepção equilibrada SRCA, SRCB do elemento de estator 4. Isto resulta em que um sinal, sinal de recepção SR, é gerado na bobina de recepção equilibrada SRC do elemento de estator 4, em que o sinal de recepção SR corresponde ao sinal intermediário SI sendo transmitido e recebido via a bobina de acionamento equilibrada RDC do elemento de rotor 3 e a bobina de recepção equilibrada SRC do elemento de estator 4, respectivamente.

[119] De acordo com uma modalidade o elemento de rotor 3 compreende um filtro passa banda LC formado pela série de bobinas de recepção RRC1I-RRCi, a bobina de acionamento equilibrada RDC com seções de bobina de acionamento equilibrada RDCA, RDCB e pelo menos um componente capacitor (não mostrado). Referido filtro passa banda LC é configurado para ter uma frequência central para ser substancialmente igual à frequência dos referidos sinais de excitação de alta frequência El-E4. Referido pelo menos um componente capacitor é disposto de modo a fornecer atenuação de ruído fora de banda que é filtrado pela propriedade de filtro do referido filtro passa banda de LC.

[120] De acordo com uma modalidade o elemento de rotor 3 compreende pelo menos uma camada de capacitância (não mostrada), que é incorporada no elemento de rotor 3 utilizando material de capacitância incorporado (ECM). A pelo menos uma camada de capacitância juntamente com a série de bobinas de recepção RRCI-RRCi e a bobina de acionamento equilibrada RDC formando o filtro passa banda LC acima mencionado. Uma vez que a funcionalidade de capacitor de filtragem é incorporada no elemento de rotor 3, na forma de pelo menos uma camada de capacitância, o risco de dano mecânico devido ao estresse ou manipulação é largamente reduzido.

[121] De acordo com uma modalidade o diâmetro exterior do elemento de rotor 3 é selecionado a partir de um intervalo de diâmetros incluindo 10-500 mm, tal como 40 mm.

[122] Deve ser notado que o elemento de rotor exemplificado com referência à Figura 3, à semelhança do que é descrito com referência à Figura 1, de um modo preferido é um elemento de rotor 3 feito de um substrato eletricamente isolante, tal como feito de uma PCB.

[123] Com referência à Figura 5A formas de onda geradas em um padrão condutor de um elemento de rotor mediante movimento relativo entre um elemento de estator e um elemento de rotor de acordo com uma modalidade da presente invenção são ilustradas.

[124] Para fins de ilustração, a Figura 5A mostra uma configuração linear de um elemento de estator estacionário 4, tendo um primeiro padrão condutor na forma de uma série de bobinas de acionamento SDC1-SDCk, em conjunto com uma configuração linear de um elemento de rotor relativamente móvel 3, tendo um segundo padrão condutor na forma de uma série de bobinas de recepção RRCI-RRCi sendo sobrepostas ao mesmo. O elemento de rotor 3 é móvel em relação ao elemento de estator 4 na direção para frente e para trás MV. Assim, a Figura 5A mostra um codificador indutivo linear com formas de onda emitidas pelo codificador indutivo linear mediante movimento linear do elemento de rotor móvel que se move em relação ao elemento de estator estacionário. No entanto, no que diz respeito a emitir formas de onda mediante movimento relativo do elemento de rotor os mesmos princípios se aplicam tanto para codificadores lineares e rotativos. Para fins de ilustração apenas uma parte do elemento de rotor e o elemento de estator é ilustrada na Figura 5A. A parte do elemento de rotor sendo ilustrada na Figura 5A inclui duas bobinas de recepção consecutivas RRC1-RRC2 da série de bobinas de recepção do elemento de rotor 3, em que cada das duas bobinas de recepção RRC1-RRC2 compreende uma primeiro e segundo loop entrelaçado de loop RRC1:L1, RRC1:1L2 e RRC2:L1, RRC2 :L2, respectivamente, tal como exemplificado com referência a, por exemplo, a Figura 4, A porção do elemento de estator sendo ilustrada na Figura 5A inclui oito bobinas de acionamento consecutivas SDC1-SDC8 da série de bobinas de recepção SDC1I-SDCk do elemento de estator 4.

[125] O sinal de excitação SE, mostrado na Figura 5A,

fornecido a partir do circuito de gerador de sinal 6 exemplificado em maior detalhe com referência à Figura 2, é no exemplo ilustrado com referência à Figura 5A configurado como um sinal de excitação de alta frequência de múltiplas fases SE tendo quatro sinais de excitação de alta frequência, cada uma com uma amplitude substancialmente constante, e uma fase de número de fases predeterminadas. Em mais detalhe o sinal de alta frequência de múltiplas fases SE inclui um sinal de excitação de alta frequência El tendo uma fase de O *, um sinal de excitação de alta frequência E3 tendo uma fase de 90 º, um sinal de excitação de alta frequência E2 tendo uma fase de 180 º e um sinal de excitação de alta frequência E4 tendo uma fase de 270 *º.

[126] No exemplo ilustrado com referência à Figura 5A, a série de bobinas de acionamento do elemento de estator são dispostas em um padrão de fase repetindo periodicamente Pl, que compreende quatro bobinas de acionamento consecutivas. Isto significa que a primeira, segunda, terceira e quarta bobinas de acionamento em ordem consecutiva SDC1-SDC4 formam o padrão de fase repetindo Pl que é repetido em uma primeira repetição P2 na forma de bobinas de acionamento SDC5-SDC8.

[127] Os sinais de excitação El-E4 do sinal de excitação de múltiplas fases SE são, no exemplo, com referência à Figura 5A, arranjados para serem fornecidos para as bobinas de acionamento do elemento de estator de modo que uma primeira bobina de acionamento SDCl, SDC5 primeira em ordem consecutiva de cada repetição P1-P2 do padrão de fase repetindo Pl é alimentada com o sinal de excitação El, uma segunda bobina de acionamento SDC2, SDC6 segunda em ordem consecutiva de cada repetição Pl1-P2 do padrão de fase repetindo Pl é alimentada com o sinal de excitação E3, uma terceira bobina de acionamento SDC3, SDC7 terceira em ordem consecutiva de cada repetição P1l-P2 do padrão de fase repetindo Pl é alimentada com o sinal de excitação E2, e uma quarta bobina de acionamento SDC4, SDC8 quarta em ordem consecutiva de cada repetição P1l-P2 do padrão de fase repetindo Pl é alimentada com o sinal de excitação E4.

[128] No exemplo ilustrado com referência à Figura 5A o elemento de rotor é posicionado em relação ao elemento de estator de tal modo que o primeiro e segundo loops RRC1:L1, RRC1:1L2, RRC2:1L1, RRC2:1L2 de cada das bobinas de recepção mostradas RRCl, RRC2 enfrentam duas bobinas de acionamento consecutivas do elemento de estator. Em mais detalhe o primeiro loop RRC1:L1 da primeira bobina de recepção RRC1l enfrenta uma primeira e segunda bobinas de acionamento consecutivas SDCl, SDC2 respectivamente, o segundo loop RRC1:1L2 da primeira bobina de recepção RRC1l enfrenta uma terceira e quarta bobinas de acionamento consecutivas SDC3, SDC4 respectivamente, o primeiro loop RRC2:L1 da segunda bobina de recepção RRC2 enfrenta um quinta e sexta bobinas de acionamento consecutivas SDC5, SDC6 respectivamente, e o segundo loop RRC2:L2 da segunda bobina de recepção RRC2 enfrenta uma sétima e oitava bobinas de acionamento consecutivas SDC7, SDC8 respectivamente. A primeira e segunda bobinas de recepção são posicionadas sobrepondo as respectivas bobinas de acionamento de modo que o primeiro e segundo elementos de loop com números de índice Ll1 e L2 de cada bobina de recepção RRCl, RRC2, ilustrado com referência à Figura 4, enfrentam duas bobinas de acionamento consecutivas, ou seja, cada bobina de recepção é posicionada centrada no topo de quatro bobinas de acionamento consecutivas.

[129] À medida que o sinal de excitação SE é fornecido para a série de bobinas de acionamento do elemento de estator como explicado acima correntes vão devido à indução mútua entre as bobinas de acionamento do elemento de estator e bobinas de recepção do elemento de rotor ser induzidas nas bobinas de recepção do elemento de rotor resultando em que um sinal intermediário SI é formado nas bobinas de recepção do elemento de rotor 3. Este sinal intermediário vai depois ser transmitido pela bobina de acionamento equilibrada do elemento de rotor para a bobina de recepção equilibrada do elemento de estator como explicado em mais detalhe com referência a, por exemplo, a Figura 4. Isto resulta em que o sinal de recepção SR correspondente ao sinal intermediário SI é gerado no elemento de estator, isto é, na bobina de recepção equilibrada do elemento de estator. Devido à configuração anteriormente descrita do elemento de estator e rotor e o sinal de excitação de múltiplas fases o sinal intermediário e desse modo também o sinal de recepção SR devem ter uma fase correspondente a uma soma das fases do sinal de excitação de múltiplas fases. Referida fase do sinal de recepção SR será como o elemento de rotor se desloca em relação ao elemento de estator ser deslocado de fase, ou seja, a fase do sinal de recepção move ao longo de uma direção SRM para trás e/ou para frente em relação a cada um dos sinais de excitação de alta frequência do sinal de excitação de alta frequência de múltiplas fases SE com base na posição relativa entre o elemento de rotor e o elemento de estator.

[130] Assim, a fase do sinal de recepção SR relativa a fase de um, tal como qualquer um, dos sinais de excitação de alta frequência do sinal de excitação de múltiplas fases indicará o deslocamento relativo entre o elemento de rotor e o elemento de estator em termos de deslocamento angular expresso em graus elétricos. O deslocamento angular expresso em graus elétricos pode ser traduzido em graus mecânicos por meio da utilização de informação pelo menos sobre o número de padrão de fase repetindo periodicamente disposto ao longo do caminho de medição do elemento de estator. Cada repetição do padrão de fase repetindo periodicamente forma um período elétrico. Assim, o período elétrico traduz em fração de uma rotação mecânica completa do elemento de rotor em relação ao elemento de estator em que referida fração é determinada pelo número de períodos elétricos, isto é, o número de repetições periódicas do padrão de fase repetindo periodicamente .

[131] No exemplo ilustrado com referência ainda à Figura 5A o elemento de rotor é posicionado em relação ao elemento de estator de tal modo que o sinal de recepção SR têm deslocamento de fase de 45 *, ou seja, diferença de fase PD é igual a 45 º*, em relação à excitação de alta frequência El do sinal de excitação de alta frequência de múltiplas fases SE. Isto significa que o elemento de rotor é posicionado em relação ao elemento de estator de modo que o centro do primeiro loop RRC1l:L1l da bobina de recepção RRCl do elemento de rotor é posicionado 45 *º em relação ao centro da bobina de acionamento SDC1l, isto é, como exemplificado na Figura 5A o centro do primeiro loop é posicionado entre a bobina de acionamento SDCl e a bobina de acionamento SDC2. Isto também significa que o elemento de rotor é posicionado deslocado 45 graus elétricos em relação a uma posição relativa entre o elemento de rotor e o elemento de estator quando o centro do primeiro loop RRC1:1L1 é alinhado com o centro da bobina de acionamento SDCl, ou seja, o primeiro loop RRC1:L1 sendo centrado no topo de SDCl, para que a posição relativa do sinal de recepção SR é em fase com o sinal de excitação El, isto é, a diferença de fase PD entre El e SR é igual a zero graus. A fim de determinar se o rotor moveu ou se é em uma posição estacionária ou temporariamente estacionária em relação ao elemento de estator, diferenças de fase previamente detectadas podem ser usadas. Como um exemplo, no caso da diferença de fase anterior foi O grau elétrico e que a diferença de fase atual é 45 graus elétricos, em seguida, pode-se concluir que o elemento de rotor foi movido 45 graus elétricos em relação ao elemento de estator. A fim de detectar o movimento para frente ou para trás do elemento de rotor em relação ao elemento de estator aumento ou diminuição em mudança de fase em relação a deslocamentos de fase previamente determinados são usados.

[132] Por exemplo, se o elemento de estator compreende seis repetições do padrão de fase repetindo periodicamente Pl, isto é, o padrão de fase repetindo Pl aparece sete vezes ao longo do caminho de medição do elemento de estator incluindo Pl em si, uma progressão da diferença de fase de O * a 360 º*, ou seja, de 0 º Ca O º, irá corresponder a um deslocamento relativo angular de 360 * em graus elétricos correspondente a um deslocamento angular relativo de uma fração sendo um sétimo de uma rotação mecânica total do elemento de rotor em relação ao elemento de estator.

[133] As formas de onda resultantes acima descritas em relação ao sinal de recepção SR resultando a partir da energização usando o sinal de excitação de alta frequência de múltiplas fases SE dependente da posição relativa do elemento de rotor e o elemento de estator são também ilustradas na Figura 5B, que para fins de ilustração em uma forma semelhante ao que é descrito com referência à Figura 5A também mostra uma configuração linear de um elemento de estator estacionário 4 e um elemento de rotor móvel relativamente movendo 3, em que o elemento de estator, o elemento de rotor e o sinal de excitação são configurados de uma forma semelhante ao que é descrito com referência à Figura 5A.

[134] No entanto, na Figura 5B o elemento de rotor moveu 135 º graus elétricos em relação ao elemento de estator. Isto pode ser visto por meio de que o sinal de recepção SR é deslocado de fase 135 º*, ou seja, tem uma diferença de fase PD que é igual a 135 º, em relação à fase do sinal de excitação de alta frequência El do sinal de alta frequência de múltiplas fases SE. Em mais detalhe o elemento de rotor 3 mostrado na Figura 5B foi movido em relação ao elemento de estator 4 de tal modo que o primeiro loop RRC1:L1 da primeira bobina de recepção RRCl enfrenta uma segunda e terceira bobinas de acionamento consecutivas SDC2, SDC3 respectivamente, o segundo loop RRC1:L2 da primeiro bobina de recepção RRCl enfrenta uma quarta e quinta bobinas de acionamento consecutivas SDC4, SDC5 respectivamente, o primeiro loop RRC2:L1 da segunda bobina de recepção RRC2 enfrenta uma sexta e sétima bobinas de acionamento consecutivas SDC6, SDC7 respectivamente, e o segundo loop RRC2:L2 da segunda bobina de recepção RRC2 enfrenta uma oitava SDC8 e nona (não mostrada) bobinas de acionamento consecutivas respectivamente.

[135] Deve notar-se que o elemento de rotor e/ou do estator pode ser configurado de maneira diferente do que os exemplos ilustrados com referência à Figura 5A e Figura 5B. Por exemplo, o número de bobinas de acionamento que fazem parte do padrão de fase repetindo pode compreender mais ou menos bobinas de acionamento. Cada uma das bobinas de acionamento também pode ser fornecida com diferentes sinais de excitação. Como exemplo, o padrão de fase repetindo pode compreender três bobinas de acionamento consecutivas que são alimentadas com uma fase de O º, uma fase de 120 * e uma fase de 240 º na ordem consecutiva das bobinas de acionamento ou o padrão de fase repetindo. Também um outro sinal do que o sinal El pode ser usado como sinal de referência, por exemplo, qualquer um dos sinais El1l-E4 pode ser usado. Outras variações podem, por exemplo, incluir uma ou mais características como descrito em conjunção com uma ou mais das diferentes modalidades descritas acima com referência à Figura 1 a Figura 4.

[136] Além disso, deve notar-se que os exemplos ilustrados com referência às Figuras 5A e 5B mostram apenas uma porção do elemento de rotor e elemento de estator em uma disposição linear, respectivamente. Por conseguinte, o elemento de rotor e elemento de estator podem ser configurados de uma forma anular de modo a fornecer um sensor de deslocamento rotativo. Além disso, o elemento de rotor pode compreender mais do que as bobinas de recepção mostradas nas Figuras 5A e 5B e o elemento de estator pode compreender mais do que as bobinas de acionamento mostradas nas Figuras 5A e 5B. Além disso, dependendo da configuração do elemento de estator e o elemento de rotor, por exemplo, no que diz respeito ao número de bobinas de acionamento/bobinas de recepção e o número de bobinas de acionamento incluídas no padrão de fase repetindo Pl o número de períodos elétricos por rotação mecânica do elemento de rotor relativamente ao elemento de estator pode ser diferente, por exemplo, se o padrão de fase repetindo é repetido zero vezes, ou seja, apenas o padrão de fase Pl em si aparece ao longo do caminho de medição do elemento de estator sem repetições P2, P3, etc., então o número correspondente de períodos elétricos por rotação mecânica do elemento de rotor em relação ao elemento de estator será um.

[137] Con referência à Figura 6 um circuito de processador de sinal para um codificador rotativo indutivo de acordo com uma modalidade da presente invenção é ilustrado.

[138] O circuito de processador de sinal 5 é configurado para ser acoplado a um elemento de estator, tal como acoplado ao elemento de estator 4 exemplificado com referência a qualquer das Figura l1 ou Figura 3. Em mais detalhe o circuito de processador de sinal 5 é configurado para ser acoplado ao elemento de estator através de pelo menos um terminal principal, tal como o pelo menos um terminal principal Ml exemplificado com referência à Figura

3.

[139] O circuito de processador de sinal 6 é configurado para receber o sinal de recepção SR, correspondente ao sinal intermediário SI sendo induzido o segundo padrão condutor CT2 do elemento de rotor em consequência da excitação do primeiro padrão condutor do elemento de rotor 3. Em mais detalhe o sinal de recepção SR corresponde ao sinal intermediário SI tendo sido transmitido a partir do elemento de rotor e recebido pelo elemento de estator como descrito em mais detalhe com referência à Figura 3 e Figura 4.

[140] O circuito de processador de sinal 6 é ainda configurado para receber um sinal de referência SREF, correspondente ao sinal de excitação SE ou em mais detalhe um sinal de excitação E1l-E4 do sinal de excitação de múltiplas fases SE. Deve ser entendido que qualquer um dos sinais de excitação E1l-E4 do sinal de excitação de múltiplas fases poderia ser usado como sinal de referência SREF.

[141] O processador de sinal 5 compreende um circuito de pré-amplificador diferencial 11 disposto para amplificar o sinal de recepção SR de modo a fornecer um sinal amplificado SI com base no sinal de recepção SR. O circuito de pré-amplificador é ainda disposto de modo a ser acoplado a um circuito de filtro passa banda 12 compreendido no circuito de processamento de sinal e para enviar referido sinal amplificado SI, sendo a versão amplificada do sinal de recepção SR para o circuito de filtro passa banda 12.

[142] O circuito de filtro passa banda é configurado para ter uma frequência central substancialmente igual à frequência do sinal de excitação SE gerado por um circuito de gerador de sinal 6. Isto significa que componentes de frequência perto da frequência central de circuito de filtro passa banda vão passar através de uma saída do circuito de filtro passa banda e que os componentes de frequência restantes serão atenuados, ou seja, substancialmente filtrados. Assim, principalmente componentes de frequência do sinal amplificado SI recebido pelo circuito de filtro passa banda que têm uma frequência em torno de cerca a frequência do sinal de excitação SE serão transmitidos pelo circuito de filtro passa banda enquanto componentes de frequência restantes serão fortemente atenuados.

[143] O circuito de filtro passa banda 12 é ainda configurado para ser acoplado a um circuito de detector de fase 13 de modo a fornecer um sinal filtrado S2 sendo o sinal resultante a partir do processo de filtragem banda passa acima mencionado realizado pelo filtro passa banda 12 no sinal amplificado S1.

[144] O circuito de detector de fase 13 é configurado para receber o sinal filtrado acima mencionado S2 e o sinal de referência SREF.

[145] O circuito de detector de fase é configurado como um demodulador ou decodificador. O circuito de detector de fase 13 é configurado para operar usando um sinal de referência com uma frequência conhecida e relação de fase correspondente ao sinal de excitação SE. Em mais detalhe o circuito de detector de fase é configurado para detectar e emitir a diferença de fase entre o sinal de referência SREF e o sinal filtrado S2, em que referida diferença de fase configurada para ser detectada e transmitida pelo circuito de detector de fase é indicativa do deslocamento relativo entre o elemento de estator 4 e o elemento de rotor 3.

[146] De preferência, o circuito de detector de fase 13 compreende um demodulador em fase/quadratura (1/0) ou circuito de decodificador 1I/Q configurado para, com base no sinal de referência SREF recebido e sinal filtrado S2, gerar e informações de saída, tais como gerar e emitir informações SOUT ilustradas com referência à Figura l, na forma de dois sinais de quadratura, 11 e ol, respectivamente, os quais são indicativos da diferença de fase de referido sinal recebido SR e referido sinal de excitação SE. De preferência, o demodulador I/Q compreende ainda pelo menos um filtro passa baixo fornecendo filtragem em passa baixo de modo a suprimir variações de sinal dos sinais Il e Ql, respectivamente. A precisão de filtragem passa baixo da detecção de deslocamento por filtrar o sinal de excitação de alta frequência.

[147] O circuito de demodulador I/Q pode, por exemplo, compreender dois demoduladores, um dos quais gera o sinal em fase Il e um dos quais gera o sinal de fase de quadratura Ql. O demodulador configurado para gerar o sinal em fase Il pode ser operado usando fase de 0 * e o demodulador configurado para gerar o sinal de fase de quadratura Ql pode ser operado usando fase de 90 *.

[148] O circuito de processador de sinal 5 pode ainda compreender um conversor analógico-digital (ADC) 14. O ADC 14 é configurado para ser acoplado ao circuito de detector de fase 13, de modo a receber os sinais emitidos a partir de lá e fornecer conversão analógico-digital do sinal recebido a partir do circuito de detector de fase 13. O ADC 14 pode ser configurado como um ADC de 12 bits ou configurado dependendo da aplicação para operar utilizando uma resolução de bits diferente. Assim, o ADC 14 é configurado para emitir versões digitalizadas 12, Q2 dos sinais Il, Ql recebidos na medida que entram.

[149] Deve entender-se que o circuito de processador de sinal descrito acima pode ser configurado de maneira diferente do que o processador de sinal descrito com referência à Figura 6. Por exemplo, o circuito de processador de sinal pode incluir mais ou menos componentes, tais como filtros e amplificadores.

[150] À fim de determinar de forma não ambígua o deslocamento relativo resultante D entre o elemento de rotor 3 e o elemento de estator 4 uma função tangente inversa, isto é, função "arctan", pode ser usada, dada pela expressão (1): if(labs(11) > (abs(Q1)) D= G — san(I1) + G» +atan(É) elsei F(abs(11) É abs(Q1)) D=(n— sgn(Q1) + Ã) — ctan( So)

[151] Na expressão (1) o termo Il é o sinal em fase Il e o termo Q1l é o sinal de fase de quadratura Ql transmitido pelo circuito de detector de fase 13. Com mais detalhe no que diz respeito à expressão (1) o deslocamento relativo D é derivado de forma diferente dependendo se o valor absoluto do sinal Il é determinado para ser maior do que o valor absoluto do sinal Ql. As declarações se condicionais, relacionadas a como o deslocamento relativo D é derivado, são compreendidas na expressão (1) para permitir a derivação de um único valor de D independentemente do valor real dos termos da expressão (1) uma vez que a função arctan só fornece um único valor para os parâmetros dentro do intervalo de O º a 90 º. Os sinais em fase e de quadratura Il, Ql, respectivamente, podem ser expressos por expressões 2 e 3 abaixo: (2): 1=SR+sonlsin(2m* fat) (5) = QL = SR*sgn(—cos(2a* fat)

[152] O termo fi. nas expressões (2) e (3) indica um sinal que é em fase com o sinal utilizado como SREF, tal como, por exemplo, El, e que tem a mesma frequência que SREF. Nas expressões (2) e (3), que se referem aos sinais em fase e de quadratura Il, Ql, respectivamente, o termo SR indica o sinal de recepção SR o que é explicado em maior detalhe acima com referência a, por exemplo, qualquer das Figuras 1, 5A, 5B e 6. Por conseguinte, o sinal de recepção SR é correspondente ao sinal intermediário SI gerado que é gerado como uma soma de fase dos sinais de excitação induzidos no segundo padrão condutor CT2 do elemento de rotor 3 ao ser fornecido para o primeiro padrão condutor CT1 do elemento de estator. O termo t em expressões (2) e (3) indica o tempo. No caso do padrão de quatro fases acima descrito ser implementado, o que como descrito acima é energizado por sinais de excitação do sinal de excitação de múltiplas fases compreendendo quatro sinais de excitação,

um com fase 0 º*, uma com fase de 90 º, um com fase de 180 * e um com fase de 270 º, o sinal de recepção SR é dado pela expressão (4): (4): SR = f(AD. Q)» El + f(AD. p= n/2) x ES + f(AD. pon) + ELA S(AD.p—ân/2)x EA

[153] Na expressão (4) o termo AD indica a distância entre o elemento de estator 4 e o elemento de rotor 3, também referida como a distância axial AD, tal como exemplificado com referência à Figural. O termo Ç da expressão (4) indica o deslocamento angular entre o elemento de estator e o elemento de rotor dentro de um período elétrico, ou seja, o deslocamento angular entre o elemento de estator e o elemento de rotor dentro de um período do padrão de fase repetindo periodicamente acima descrito Pl. No elemento de estator e rotor exemplificado com referência à Figura 3 e Figura 4 há sete períodos elétricos para cada rotação mecânica completa do elemento de rotor em relação ao elemento de estator, ou seja, o padrão de fase repedindo periodicamente é repetido sete vezes.

[154] Por conseguinte, o sinal de recepção SR é dependente, isto é, é uma função de f, dependente da configuração do sinal de excitação de múltiplas fases, a distância entre o elemento de rotor e o elemento de estator AD e a diferença angular q acima mencionada entre o elemento de estator e o elemento de rotor.

[155] Deve notar-se que vários dos termos de expressões (1) a (4) são dependentes do tempo, isto é, dependente do tempo t. Como um exemplo, os termos E1l-E4, q, Ql e Il são dependentes do tempo t. Deve notar-se que o termo Q só varia ao longo do tempo t no caso do elemento de rotor estar em movimento, ou seja, não durante quando o elemento de rotor está em uma posição estática, tal como em uma posição estática temporária.

[156] Com referência à Figura 7A uma ilustração de um fluxograma de um método para realizar a detecção de deslocamento entre duas partes relativamente móveis de uma ferramenta elétrica, utilizando um codificador rotativo indutivo, de acordo com uma modalidade da presente invenção é fornecido.

[157] Em um primeiro passo de método S100 um sinal de excitação de alta frequência é gerado. De preferência, sinais AC de excitação de alta frequência tendo substancialmente amplitude constante são gerados por um circuito de gerador de sinal acoplado ao elemento de estator. De preferência, o sinal de alta frequência gerado pelo circuito de gerador de sinal é um sinal de excitação de alta frequência de múltiplas fases, compreendendo uma pluralidade de fases, isto é, o sinal de alta frequência de múltiplas fases compreende uma pluralidade de sinais de excitação de alta frequência tendo cada um deles uma fase de uma pluralidade de fases, tal como uma fase de uma pluralidade de fases predeterminadas. O circuito de gerador de sinal é ainda mais de preferência configurado como explicado com referência à Figura 2. Após o passo de método S100 um passo de método subsequente S110 é realizado.

[158] No passo de método S110 o sinal AC de alta frequência é fornecido a um primeiro padrão condutor de um elemento de estator. Os sinais AC de alta frequência fornecidos para os primeiros padrões condutores de um elemento de estator são ainda configurados com amplitude substancialmente constante. Em mais detalhe gerador de sinal, tais como o gerador de sinais 6 exemplificado com referência à Figura 2, responsável pela geração do sinais AC de excitação de alta frequência é configurado para ser acoplado aos terminais periféricos do elemento de estator, em que os referidos terminais são configurados para serem acoplados ao primeiro padrão condutor CTl, tal como acoplado ao primeiro padrão condutor exemplificado com referência a qualquer uma da Figura l1 ou Figura 3. Isto significa que o gerador de sinal 6 é capaz de fornecer referido sinal AC de excitação de alta frequência para o primeiro padrão condutor do elemento de estator. Após o passo de método S110 um passo de método S120 subsequente é realizado.

[159] No passo de método S120 um sinal intermediário é gerado em um segundo padrão condutor CT2 de um elemento de rotor. Em mais detalhe o sinal intermediário, tal como o sinal intermediário SI exemplificado com referência à Figura 1, é gerado no segundo padrão condutor do elemento de rotor, tal como o elemento de rotor 3 exemplificado com referência a qualquer das Figura l1 e Figura 3, devido à indução mútua que ocorre entre o primeiro padrão condutor do elemento de estator e o segundo padrão condutor do elemento de rotor. Referido sinal intermediário SI é indicativo do deslocamento relativo entre o elemento de rotor e o elemento de estator. Após o passo de método S120 o método termina.

[160] A Figura 7B ilustra uma modalidade mais detalhada do método para realizar a detecção de deslocamento entre duas partes relativamente móveis de uma ferramenta elétrica, utilizando um codificador rotativo indutivo.

[161] O método de acordo com esta modalidade compreende três passos de método S200, S210 e S220 a serem realizados em sucessão. Referidos passos de método S200, S210 e S220 correspondentes com o passos de método S100, S110 e S120 respectivamente, do método ilustrado com referência à Figura 7A. Com referência continuada com o método da Figura 7B após o passo de método 8220 um passo de método subsequente S230 é realizado. No passo de método 8230 o sinal intermediário SI é transmitido a partir do elemento de rotor 3. Em mais detalhe o sinal intermediário é transmitido a partir do elemento de rotor 3, utilizando uma bobina de acionamento equilibrada RDC, tal como exemplificado com referência à Figura 4. A bobina de acionamento equilibrada RDC do elemento de rotor 3 é configurada para acoplamento com o segundo padrão condutor do elemento de rotor 3. Isto significa que a bobina de acionamento equilibrada RDC do elemento de rotor 3 é configurada de tal modo que, quando uma corrente é induzida no segundo padrão condutor CT2 do elemento de rotor 3 seguindo provisão de referido sinal de excitação o sinal intermediário SI resultante do segundo padrão condutor CT2 será fornecido na bobina de acionamento equilibrada RDC do elemento de rotor 3. O elemento de rotor 3 compreende, preferivelmente, um filtro passa banda LC formado por uma série de bobinas de recepção RRCI-RRCi, a bobina de acionamento equilibrada RDC e pelo menos um capacitor. Referida frequência central de filtro passa banda LC é definida como uma frequência substancialmente igual à frequência do referido sinal de excitação de alta frequência de múltiplas fases que é fornecido aos primeiros padrões condutores de um elemento de estator. Após o passo de método S230 um passo de método subsequente é realizado S240.

[162] No passo de método S240 um sinal de recepção SR correspondente ao sinal intermediário é recebido no elemento de estator. Em mais detalhe o sinal intermediário SI transmitido a partir da bobina de acionamento equilibrada RDC do elemento de rotor de rotor 3 é captado, fazendo o sinal de recepção SR ser gerado, no elemento de estator 4 por meio de uma bobina de recepção equilibrada SRC, tal como exemplificado com referência à Figura 3. O sinal intermediário SI fornecido para a bobina de acionamento equilibrada RDC do elemento de rotor 3 será devido a indução mútua propagar para a bobina de recepção equilibrada SRC do elemento de estator 4 assim fazendo referido sinal de recepção SR ser gerado no elemento de estator. Após o passo de método S240 um passo de método S250 subsequente é realizado.

[163] No passo de método S250 o sinal de recepção SR é processado. Em mais detalhe o sinal de recepção é recebido em um circuito de processador de sinal, tal como em um circuito de processador de sinal 6 exemplificado com referência à Figura 6. O circuito de processador de sinal 6 é configurado para processar o sinal de recepção SR de modo a determinar a diferença de fase entre o sinal de recepção SR e um sinal de referência SREF, em que referida diferença de fase sendo indicativa do deslocamento relativo entre o elemento de rotor e elemento de estator. O sinal de referência compreende o sinal de excitação de alta frequência SE ou mais adequadamente um sinal de excitação E1I-E4 do sinal de excitação de alta frequência SE quando sendo configurado como um sinal de excitação de alta frequência de múltiplas fases SE. O circuito de processador de sinal pode ser arranjado para processar o sinal de recepção, com base na utilização do sinal de referência SREF como referência, por meio de demodulação de quadratura do sinal recebido de modo a determinar o deslocamento relativo entre o elemento de rotor 3 e o elemento de estator 4. Isto é explicado com mais detalhe com referência à Figura 6. Após o passo de método S250 o método pode terminar ou ser repetido a partir de passo de método S200.

[164] De acordo com uma modalidade preferida, o passo de método S200 compreende gerar um sinal de excitação de alta frequência de múltiplas fases, tais como um sinal de excitação de alta frequência de múltiplas fases periódico tendo uma pluralidade de fases, ou seja, o sinal de excitação de múltiplas fases compreende uma pluralidade sinais de excitação de alta frequência de El-E4, tendo cada uma fase de uma pluralidade de fases, tal como exemplificado com referência à Figura 2. De acordo com esta modalidade o passo de método S210 compreende o fornecimento de bobinas de acionamento formando um padrão de fase repetindo periodicamente Pl que é repetido n vezes ao longo do caminho de medição de modo que as bobinas de acionamento do padrão de fase repetindo periodicamente cada é alimentada com uma fase de uma pluralidade de fases do sinal de excitação de alta frequência de múltiplas fases.

Isto é explicado em maior detalhe com referência à Figura

3.

[165] Como exemplo, o sinal de excitação de múltiplas fases descrito acima gerado no passo S200 pode ser gerado de modo a compreender quatro sinais de excitação de alta frequência, cada tendo uma fase diferente. Neste exemplo, a série de bobinas de acionamento do elemento de estator são configuradas de modo a formar um padrão de fase repetindo periodicamente compreendendo quatro bobinas de acionamento consecutivas das quais uma primeira bobina de acionamento sendo primeira em ordem das quatro bobinas de acionamento consecutivas é disposta para ser alimentada com um sinal de excitação do sinal de excitação de alta frequência de múltiplas fases tendo fase de O *, uma segunda bobina de acionamento sendo a segunda na ordem das quatro bobinas de acionamento consecutivas é disposta para ser alimentada com um sinal de excitação tendo fase de 90 *, isto é, deslocado de fase 90 º em relação ao sinal de excitação alimentado para a primeira bobina de acionamento, uma terceira bobina de acionamento sendo terceira na ordem das quatro bobinas de acionamento consecutivas é disposta para ser alimentada com um sinal de excitação tendo fase de 180 º e uma quarta bobina de acionamento sendo quarta na ordem das quatro bobinas de acionamento consecutivas é disposta para ser alimentada com um sinal de excitação tendo fase de 270 *º. Este padrão de fase é disposto de modo a ser repetido ao longo do caminho de medição do elemento de estator, de modo que o padrão de fase é repetido n vezes, de modo a formar n repetições Pl-Pn do padrão de fase acima descrito.

[166] Como outro exemplo, o sinal de excitação de múltiplas fases descrito acima gerado no passo S200 pode ser gerado de modo a compreender três sinais de excitação de alta frequência, tendo cada uma fase. Neste exemplo, a série de bobinas de acionamento do elemento de estator são configuradas de modo a formar um padrão de fase repetindo periodicamente compreendendo três bobinas de acionamento consecutivas das quais uma primeira bobina de acionamento sendo a primeira em ordem das três bobinas de acionamento consecutivas é disposta para ser alimentada com um sinal de excitação da excitação de alta frequência de múltiplas fases tendo fase de 0 *, uma segunda bobina de acionamento sendo a segunda na ordem das três bobinas de acionamento consecutivas é disposta para ser alimentada com um sinal de excitação tendo fase de 120 º, isto é, deslocado de fase 120 º em relação ao sinal de excitação alimentado para a primeira bobina de acionamento e uma terceira bobina de acionamento na ordem sendo terceira das três bobinas de acionamento consecutivas é disposta para ser alimentada com um sinal de excitação tendo fase de 240 *. Este padrão de fase é disposto de modo a ser repetido ao longo do caminho de medição do elemento de estator, de modo que o padrão de fase é repetido n vezes, de modo a formar n repetições Pl- Pn do padrão de fase acima descrito.

[167] Muitas modificações e variações serão evidentes para os praticantes peritos na técnica sem se afastar do âmbito da invenção tal como definido nas reivindicações anexas. Os exemplos foram escolhidos e descritos de modo a explicar melhor os princípios da invenção e as suas aplicações práticas, permitindo deste modo que outros peritos na técnica compreendam a invenção para vários exemplos e com várias modificações como adequado para utilização particular contemplada.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sensor de deslocamento (2) para uma ferramenta elétrica (1), o sensor de deslocamento (2) compreendendo: - um elemento de estator (4) e um elemento de rotor (3) configurado para movimento relativo ao longo de um caminho de medição, referido elemento de estator tendo um primeiro padrão condutor (CT1) e referido elemento de rotor tendo um segundo padrão condutor (CT2), em que o primeiro padrão condutor e o segundo condutor padrão são mutuamente acoplados indutivamente, o primeiro padrão condutor sendo configurado para receber um sinal de excitação (SE), o segundo padrão condutor é configurado para gerar um sinal intermediário (SI) no mesmo causado devido à indução mútua entre o primeiro padrão condutor e o segundo padrão condutor, referido sinal intermediário sendo indicativo do deslocamento relativo entre o elemento de estator e o elemento de rotor, caracterizado pelo fato de que: o sinal de excitação é um sinal de excitação de alta frequência (SE) com uma amplitude substancialmente constante.

2. Sensor de deslocamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sinal de excitação é um sinal tendo uma frequência selecionada entre um intervalo de frequência de 100 kHz - 100 MHz.

3. Sensor de deslocamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sinal de excitação é um sinal tendo uma frequência selecionada entre um intervalo de 1 MHz -10 MHz.

4. Sensor de deslocamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o sinal de excitação (SE) é configurado para ser um sinal de excitação de múltiplas fases que compreende uma pluralidade de sinais de excitação de alta frequência (El-E4), tendo cada uma fase de pluralidade de fases.

5. Sensor de deslocamento, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o sinal de excitação de múltiplas fases é um sinal de excitação de quatro fases tendo quatro fases compreendendo uma fase de O grau, uma fase de 90 graus, uma fase de 180 graus e uma fase de 270 graus.

6. Sensor de deslocamento, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o sinal de excitação de múltiplas fases é um sinal de excitação de três fases tendo três fases compreendendo uma fase de O grau, uma fase de 120 graus e uma fase de 240 graus.

7. Sensor de deslocamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado pelo fato de que o primeiro padrão condutor do elemento de estator compreende uma série de bobinas de acionamento (SDC1-SDCk) estendendo ao longo de um caminho de medição do elemento de estator, a série de bobinas de acionamento (SDC1-SDCk) sendo dispostas em um padrão de fase repetindo periodicamente (PI) que é repetido n vezes ao longo do caminho de medição, em que cada bobina de acionamento do padrão de fase repetindo periodicamente é configurada para ser alimentada com uma fase do sinal de múltiplas fases.

8. Sensor de deslocamento, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que cada bobina de acionamento do padrão de fase repetindo periodicamente é configurada para ser alimentada com uma fase, do sinal de excitação de múltiplas fases, incrementalmente aumentando em ordem consecutiva das bobinas de acionamento do padrão de fase repetindo periodicamente.

9. Sensor de deslocamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o segundo padrão condutor do elemento de rotor compreende uma série de bobinas de recepção (RRCI-RRCi) sendo conectadas em série e estendendo ao longo de um caminho de medição do elemento de rotor, referido caminho de medição do elemento de rotor de frente para o caminho de medição do elemento de estator.

10. Sensor de deslocamento, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que cada bobina de recepção (RRCI-RRCi) da série de bobinas de recepção (RRC1-RRCi) é configurada para definir um padrão de duas fases alternadas repetindo periodicamente que se repete i-1 vezes ao longo do caminho de medição de modo que loops adjacentes (LI, L2) de cada bobina de recepção da série de bobinas de recepção são em antifase.

11. Sensor de deslocamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o elemento de rotor compreende ainda uma bobina de acionamento equilibrada (RDC), a bobina de acionamento equilibrada sendo configurada para ser acoplada ao segundo padrão condutor e para transmitir o sinal intermediário a uma bobina de recepção equilibrada (SRC) do elemento de estator por meio de indução mútua formada entre a bobina de acionamento equilibrada e a bobina de recepção equilibrada.

12. Sensor de deslocamento, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que cada da bobina de acionamento equilibrada (RDC) e a bobina de recepção equilibrada (SRC) compreende duas seções de bobina (RDCA-RDCB, SRCA-SRCB), em que referidas duas seções de bobina são configuradas de modo que a corrente que flui nas duas seções de bobina flui em sentidos opostos uma em relação à outra ao longo do caminho de medição do elemento de rotor e elemento de estator respectivamente.

13. Sensor de deslocamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um circuito de gerador de sinal (6), acoplado ao primeiro padrão condutor do elemento de estator, referido gerador de sinal sendo configurado para gerar o sinal de excitação e fornecer o sinal de excitação para o primeiro padrão condutor de modo a energizar referido primeiro padrão condutor.

14. Sensor de deslocamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um circuito de processador de sinal de fase única (5), configurado para receber e processar um sinal de recepção de fase única (SR), correspondente ao sinal intermediário (SI) recebido no elemento de estator, de modo a fornecer um sinal de saída (SOUT) indicativo do deslocamento relativo entre o elemento de rotor e o elemento de estator.

15. Sensor de deslocamento, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o circuito de processador de sinal compreende um circuito de detector de fase (13) configurado para processar o sinal de recepção de fase única (SR) a fim de detectar uma diferença de fase entre o sinal de recepção de fase única (SR) e um sinal de referência (SREF), correspondente ao sinal de excitação (SE) de modo a fornecer referido sinal de saída (SOUT).

16. Sensor de deslocamento, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o circuito de detector de fase é um circuito de demodulador 1/Q configurado para emitir dois sinais de quadratura, (11) e (01), indicativos da diferença de fase de referido sinal de recepção de fase única (SR) e referido sinal de referência (SREF) .

17. Sensor de deslocamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que o elemento de rotor é configurado para anexação a uma primeira parte móvel da ferramenta elétrica e em que o elemento de estator é configurado para anexação a uma segunda parte estacionária da ferramenta elétrica.

18. Sensor de deslocamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que o elemento de rotor e o elemento de estator são em forma de discos anulares.

19. Sensor de deslocamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que o elemento de rotor e o elemento de estator cada é formado de uma placa de circuito impresso (PCB) com traços condutores formando o primeiro padrão condutor e o segundo padrão condutor, respectivamente.

20. Sensor de deslocamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado pelo fato de que o elemento de rotor compreende pelo menos um componente de capacitância configurado para fornecer supressão de ruído.

21. Sensor de deslocamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado pelo fato de que o elemento de rotor compreende pelo menos uma camada de capacitância formando pelo menos um capacitor de modo a fornecer supressão de ruído.

22. Método para detecção de deslocamento, entre duas partes relativamente móveis de uma ferramenta elétrica (1), o método compreendendo os passos de: - gerar um sinal de excitação (SE), - fornecer o sinal de excitação para um primeiro padrão condutor (CT1l) de um elemento de estator (4), - gerar, em um segundo padrão condutor (CT2) de um elemento de rotor (3), um sinal intermediário (SI) devido à indução mútua entre o primeiro padrão condutor e o segundo padrão condutor, em que referido sinal intermediário sendo indicativo de deslocamento relativo entre o elemento de rotor e o elemento de estator, caracterizado pelo fato de que o passo de gerar um sinal de excitação compreende gerar um sinal de excitação de alta frequência com uma amplitude substancialmente constante.

23. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que compreende ainda os passos de: - receber um sinal de recepção de fase única (SR), correspondente ao sinal intermediário (SI), no elemento de estator, - processar o sinal de recepção de fase única para determinar o deslocamento relativo entre o elemento de rotor e o elemento de estator.

24. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o passo de:

- processar o sinal recebido para determinar o deslocamento relativo entre o elemento de rotor e o elemento de estator compreende processar o sinal de recepção de fase única para detectar uma diferença de fase entre o sinal de recepção (RS) e um sinal de referência (SREF) correspondente ao sinal de excitação (SE).

25. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 24, caracterizado pelo fato de que compreende ainda o passo de: - transmitir o sinal intermediário a partir de uma bobina de acionamento equilibrada (RDC) do elemento de rotor acoplado ao segundo padrão condutor.

26. Método, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que compreende ainda o passo de: - receber um sinal de recepção de fase única (SR), correspondente ao sinal intermediário (SI) transmitido a partir da bobina de acionamento equilibrada do elemento de rotor, em uma bobina de recepção equilibrada (SRC) do elemento de estator sendo mutuamente indutivamente acoplada à bobina de acionamento equilibrada (RDC) do elemento de rotor.

27. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 26, caracterizado pelo fato de que o passo de gerar um sinal de excitação compreende gerar um sinal de excitação de múltiplas fases de alta frequência com uma amplitude substancialmente constante e uma pluralidade de fases.

28. Método, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o sinal de excitação de múltiplas fases compreende uma fase de O grau, uma fase de

90 graus, uma fase de 180 graus e uma fase de 270 graus.

29. Método, de acordo com àa reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o sinal de excitação de múltiplas fases compreende uma fase de O grau, uma fase de 120 graus e uma fase de 240 graus.

30. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 27 a 29, caracterizado pelo fato de que compreende os passos de: - arranjar um conjunto de bobinas de acionamento (SDCl- SDCk) estendendo ao longo de um caminho de medição do elemento de estator e formando o primeiro padrão condutor do elemento de estator em um padrão de fase repetindo periodicamente (PI) que é repetido n vezes ao longo do caminho de medição, - alimentar cada bobina de acionamento do padrão de fase repetindo periodicamente com uma fase do sinal de múltiplas fases.

31. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que compreende ainda o passo de: - filtrar o sinal intermediário usando um filtro passa banda LC de modo a atenuar o ruído fora de banda.

32. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 31, caracterizado pelo fato de que compreende ainda os passos de: - acoplar o elemento de estator para uma parte estacionária da ferramenta elétrica, e - acoplar o elemento de rotor para uma parte móvel da ferramenta, em que referida parte móvel é móvel em relação a referida parte estacionária.