CN101021426A - 位置测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种绝对位置测量装置，如此设置该位置测量装置，从而可靠地并且以尽可能少的费用发现位置测量的误差。为此分别由多个扫描元件(D1到D6)对一系列代码(C)的码元(C1到C5)进行扫描，并且通过不同的选择方法来选出扫描元件(D1到D6)，这些扫描元件(D1到D6)保证可靠的扫描。而后将由此获得的位置测量值(POS1、POS2)彼此进行比较以进行误差检查。

Description

位置测量装置
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的用于确定绝对位置的位置测量装置以及一种按权利要求9前序部分所述的用于运行一种绝对位置测量装置的方法。
背景技术
位置测量装置以角度和长度测量装置的形式广泛使用在机床工业及其它加工、操纵和试验系统中。对于所有的使用情况来说，高功能可靠性越来越重要，因为误运行会造成巨大损害。
为测量位置，越来越多地使用绝对位置测量装置，它们在每个相对位置中即使在能量供给中断之后也可以立即发出正确的位置信息。其中，绝对位置由一种单通道的代码所体现，该代码在尤其节省位置空间的情况下由在测量方向上依次布置的码元所组成。其中所述码元以伪随机分布的方式依次布置，使得特定数目的先后相随的码元分别构成一个码型或者说位模，该码型或位模作为代码字明确确定绝对位置。在所述扫描器移动一个唯一的码元时，就已经形成一个新的码型，并且在整个的绝对有待检测的测量范围内有一组不同的代码字可供使用。一种所述的顺序代码被称为链码或伪随机代码。
由现有技术已经公开了不同的措施，用于保证可靠地读出码元。对这些措施来说有一点是共同的，即应该保证在明确的范围内、也就是说不在通往相邻码元的过渡范围内对所述码元进行扫描。为此，从一个辅助道或者从代码道本身中获得选择信息，借助于该选择信息选出所述扫描元件，以进行可靠的扫描并生成一个代码字。所选出的扫描元件的二进制信息输送给一个译码器，以形成当前的绝对位置。作为译码器，通常使用所存储的配位表(Zuordnungstabelle)或发生器。
比如在DE 42 09 629 A1、DE 39 42 625 A1、DE 43 09 863 C1、DE38 25 097 C2和WO 03/060431 A1中对所述位置测量装置和方法进行了说明。
为提高运行可靠性，并且揭示绝对位置测量装置的误运行，通常使用冗余的扫描单元。在EP 0 789 226 B1中对一种所述的位置测量装置进行了说明。对多个彼此间距开的代码字进行扫描，并且彼此进行比较。因这种多重冗余增加了硬件开销，并且由此也增加了成本。
发明内容
因此，本发明的任务是以尽可能少的硬件开销来可靠地揭示所述位置测量装置的误运行。
该任务通过一种具有权利要求1所述特征的位置测量装置以及一种具有权利要求9所述特征的用于运行一种绝对位置测量装置的方法得到解决。
本发明的优点尤其在于，可以用简单的方式对经过扫描的代码字或者说所产生的位置测量值的无误差性进行检查，并且在出现误差时可以转入驱动单元的可靠的状态中，该状态的绝对位置用所述位置测量装置进行确定。
通过扫描元件的多种多样的选择功能，可以有利地利用本来已有的用于可靠扫描的硬件，这就将成本和结构尺寸降低到最低限度。
本发明优选的改进方案在从属权利要求中得到说明。
附图说明
本发明的实施例借助于附图得到详细解释。其中：
图1是一个绝对位置测量装置的原理图；
图2是该位置测量装置的一种第一实施方式的细节图；
图3是该位置测量装置的一种第二实施方式的细节图；
图4是代码的扫描的细节图；以及
图5是信号图。
具体实施方式
图1示意示出了一个按本发明构造的绝对位置测量装置。该位置测量装置是一种长度测量装置，但本发明也可以用于角度测量装置中。
为测量位置，将一个刻度尺1的代码C以可以相对于一个扫描器2移动的方式进行布置。为测量长度，将刻度尺1构造为棒形或带形，并且为测量角度，将刻度尺构造为滚筒形或圆盘形。
代码C布置在一条通道中，并且包括在测量方向X上前后相随的码元C1到C5。这些码元C1到C5形成一个链码，也就是说，它们在测量方向X上伪随机分布，并且形成不同代码字的一种连续的顺序。在图1和2中，用0或1表示码元C1到C5。这个名称用符号表示出单个码元C1到C5的不同物理特性。如果涉及可光电扫描的代码C，那么用0表示的码元C1、C4是不透明的，并且用1表示的码元C2、C3、C5是透明的，或者用0表示的码元C1、C4是不反射的，并且用1表示的码元C2、C3、C5是反射的。不同特性0和1也可以通过在一个码元C1到C5内部的局部区域的顺序来产生，就象在WO 03/060431A1中所公开并且下文还要借助于一种实施例作进一步解释的一样。
扫描器2包括一列用于对代码C进行扫描的扫描元件D1到D6。为每个码元C1到C5分别配设了多个扫描元件D1到D6，这意味着，所述扫描元件D1到D6的中心距是一个码元C1到C6的长度的一部分。扫描元件D1到D6的扫描信号S1到S6被输送给一个第一选择器3。这个第一选择器3根据第一选择信息A1选择扫描信号S1到S6中的几个扫描信号，用于继续处理和形成一个代码字CW1。该代码字CW1被输送给一个译码器5，用于形成一个第一绝对位置POS1。
扫描元件D1到D6的扫描信号S1到S6也被输送给一个第二选择器4。这个第二选择器4根据第二选择信息A2选择扫描信号S1到S6中的几个信号，用于继续处理和形成一个代码字CW2。该代码字CW2被输送给所述译码器5或一个自己的译码器(未示出)，用于形成一个第二绝对位置POS2。
要么借助于存储的配位表进行译码，其中为每个代码字CW配设了相应的位置测量值POS1、POS2，要么借助于一个发生器进行译码，该发生器用一同运行的计数器产生代码字顺序，并且在所产生的代码字与经过扫描的代码字CW相一致时就发出代表该位置的尺度的计数器状态。最新的版本可用一个移位寄存器得到实现。
根据不同的标准确定所述选择信息A1和A2，因此选择是多种多样的。通过多种多样的选择来保证，即使没有完整的用于扫描的硬件冗余也发现有误差的扫描。为发现这种误差，在最简单的情况下检查所述两个位置POS1和POS2是否相同，并且在不相同时产生一个误差信号。
扫描信号S1到S6的选择确保了为形成所述代码字CW1、CW2，在刻度尺1和扫描器2之间的每个相对位置上仅仅使用明确的扫描信号S2、S4、S6。明确的扫描信号S2、S4、S6在按照图1的实施例中仅仅由扫描元件D2、D4、D6生成，这些扫描元件D2、D4、D6明确地仅仅分别对一个码元C2、C3、C4、也就是对一个码元C1到C5的中间区域进行扫描。通过这种选择来确保，不将不可靠的扫描信号S1、S3、S5用于继续处理，也就是说用于位置确定。不可靠的是由扫描元件D1、D3、D5生成的扫描信号S1、S3、S5，这些扫描元件D1、D3、D5对分别处于两个前后相随的码元C1到C5之间的过渡区域进行扫描，也就是说这些扫描元件D1、D3、D5同时受到两个码元C1到C5的物理状态的影响。
借助于图1，对所述第一绝对位置POS1和所述第二绝对位置POS2的特别优选的再处理进行了解释。为了也将尤其串行的接口9和在位置测量装置与一个随动单元10之间的传输一同纳入正确性检查中，将两个绝对位置测量值POS1和POS2传输给所述随动单元10，比如数字控制器或者说驱动单元，而后在该随动单元10中才进行比较以检查误差。
其中优选所述绝对位置测量值POS1和POS2中的至少一个在传输之前如此改动，使得这两个通过接口9传输的数值有所不同。在最简单的情况下，在一个修改单元8中向所述绝对位置测量值中的其中一个绝对位置测量值POS1输入一个已知的补偿值OF，然后在所述随动单元10中进行比较时可以再次对该补偿值OF加以考虑。
为高精度地进行位置测量，在许多情况下绝对位置测量的分辨率仅仅通过代码C是不够的。因此存在着不同的方案用于通过一个具有更高分辨率的位置测量值POS3对绝对位置POS1进行补充。这个具有更高分辨率的位置测量值POS3可以通过不同的方式获得，比如直接从代码C本身获得，方法是：额外地对码元C1到C5的棱边(过渡区域)相对于所述扫描元件D1到D6的位置进行分析，并且由此获得一个周期性的增量信号，以公知的方式对该增量信号进行插值。另一种用于获得具有更高分辨率的位置测量值POS3的方法在于，设置平行于代码C的比如一个或多个增量通道形式的附加信息Z(图2)。
这种具有更高的分辨率的位置测量值POS3与所述绝对位置测量值POS1、POS2中的至少一个相关联，并且给由此获得的合成绝对位置测量值POS4加载一个补偿值OF，并作为数值(POS1+POS3+OF)传输给所述随动单元10。所述合成绝对位置测量值POS4包括一个序列的二进制位，在这些二进制位中那些由具有更高分辨率的位置测量所获得的较低位的二进制位对绝对位置测量值POS1进行继续分解。如果所述具有更高分辨率的位置测量值POS3仅仅与所述绝对位置测量值中的其中一个绝对位置测量值POS1相关联，那么为在所述随动单元10中进行误差检查仅仅将那些共同的较高位的二进制位彼此进行比较。
下面对用于形成选择信息A1和A2的方案进行解释。
根据图2对用于生成选择信息A1、A2的一种第一实施例进行详细解释。在该实施例中，所述刻度尺1除代码C以外还具有一个附加信息Z。这个在刻度尺1上的附加信息Z平行于代码C布置，并且通过扫描由此获得一个位置POS3，该位置POS3将码元C1到C5划分为多个区段，也就是说在一个码元C1到C5内部对绝对位置POS3进行了明确定义。该附加信息Z比如是一种具有一种刻度周期的增量刻度，该刻度周期相当于一个码元C1到C5的宽度。通过对增量刻度的扫描，生成彼此发生了相移的扫描信号K1、K2，由这些扫描信号K1、K2在一个插值单元6中计算出在一个刻度周期内的绝对位置POS3。因为所述增量刻度的位置已经固定地配设给所述码元C1到C5，所以由此可以确定扫描器2相对于刻度尺1的精确位置，并且由此确定所述扫描元件D1到D6相对于码元C1到C5的精确位置，并且更确切地说分别绝对明确地确定所述扫描元件D1到D6在一个码元C1到C5内部的位置。该绝对位置POS3一方面补充了所述位置值POS1，方法是在一种公知的连接逻辑电路7中形成一个合成绝对位置测量值POS4，并且另一方面形成所述选择信息A1。在DE 39 42 625 A1以及DE 42 09 629 A1中也对一种所述的选择方法进行了说明。
按本发明，现在按不同的方式进行另一种选择。在按照图2的实施例中借助于代码C本身进行另一种选择。根据图4和5对此进行直观说明。所述码元C1、C2、C3(出于空间位置原因仅仅示出这三个码元)分别包括两个同样长的在测量方向X上紧紧前后相随布置的局部区域A和B。一个码元C1、C2、C3的局部区域A和B彼此互补，也就是说，它们具有相反的性能，也就是说在按照图4的光学扫描原理中分别为透明的和不透明的，或者说在反射扫描中分别是反射的或者说不反射的。
为了为每个码元C1到C3产生一个数字式数值或者说一个二进制位，将一个码元C1到C3的所述两个局部区域A、B的扫描信号S1到S12分别进行彼此比较。在扫描器2相对于代码C移动一个码元C1、C2、C3的宽度或者说长度时，那就产生一个新的代码字，并且在绝对有待测量的测量区域上形成大量不同的代码字。
图4示出代码C相对于扫描器2的瞬时位置。所述扫描元件D1到D12前后相随地以代码C的一个局部区域A、B的一半宽度的中心距布置。由此确保，在每个位置中将至少一个扫描元件D1到D12明确配设给一个码元C1、C2、C3的一个局部区域A、B，并且不对处于两个局部区域A、B之间的过渡区域进行扫描。在所示出的位置中，由扫描元件D1对局部区域C1，A进行扫描，由扫描元件D3对局部区域C1，B进行扫描。所述扫描元件D1、D3探测到光分布，并且根据光强度产生一个与光强度成比例的模拟扫描信号S1、S3。因为所述两个局部区域C1，A和C1，B彼此互补，所以所述扫描信号S1和S3的强度也是互为相反，因而信号电平彼此相距很远。
现在将这种信号间距用来产生二进制信息B1，方法是检查码元C1的两个扫描信号S1、S3中哪一个更大。这种检查可以通过求商或求差进行。在本实施例中，使用了求差，为此按照图4作为比较器使用了一种触发模块T1。如果S1小于S3，该触发模块T1产生B1＝0，并且如果S1大于S3，产生B1＝1。以相同的方式，通过对码元C2、C3的扫描以及所述模拟扫描信号S1到S12的比较借助于触发模块T2到T6来获得二进制信息B2到B6。在图4中出于空间位置原因没有示出所有的比较元件(触发模块)，因此在实践中也将扫描元件D3的扫描信号S3与扫描元件D7的扫描信号S5进行比较，也将S4与S6、S7与S9、S8与S10等等进行比较。
因而为一种第一顺序的彼此互补的局部区域A、B配设一个第一数字式数值，并且为一种第二顺序的彼此互补的局部区域A、B配设一个第二数字式数值。在本实施例中，为顺序不透明→透明配设数值0，并且为顺序透明→不透明配设数值1。
因为每个码元C1、C2、C3的两个局部区域A和B彼此互补，所以扫描信号S1到S12的信号噪声比很大。光源L的光强度的变化同样影响两个局部区域A和B扫描信号S1到S12。
由于一个码元C1、C2、C3的相应的两个局部区域A、B的互补式构造方案，必须在位置测量装置正确的工作方式中通过对这些局部区域A、B进行扫描分别产生模拟扫描信号S1到S12，这些扫描信号S1到S12的差超过一个预先给定的数值。通过对该差值的观察研究，就可以进行很好的误差检查。这种误差检查的基础可以由此出发，在低于该差值一个预先给定的数值时所述二进制信息B1到B6不可靠，并且因此对于该二进制信息B1到B6产生一个误差信号F。
通过对码元C1的模拟扫描信号S1和S3的求差(S1-S3)来检查，该差值是否超过一个预先给定的比较值V。如果该差值(S1-S3)没有超过所述预先给定的比较值V，那就发出一个误差信号F。在图5中示出了这些信号关系。
将每个码元C1、C2、C3的两个局部区域A和B前后相随地直接并排布置在测量方向X上，这样做的好处是，所述扫描元件D1到D12可以以一个很小的间距并排布置在测量方向X上，并且所述位置测量装置由此对扫描器2相对于代码C的扭转不敏感，也就是说对摩尔波动不敏感。
此外，对脏物的干扰敏感度很小，因为这是由于一个码元C1、C2、C3的两个局部区域A和B受到同样的影响。
在扫描元件D1和D2的实施例上在图4中很容易看出，在所示出的瞬时位置中，偶数的扫描元件D2、D4、D6、D8、D10、D12分别在处于两个局部区域A、B之间的过渡区域上，并且由此触发模块T2、T4、T6不提供任何配设给码元C1、C2、C3的正确的二进制信息B2、B4、B6。
以下仅仅对一些措施进行解释，利用这些措施确保为产生代码字使用正确的扫描元件D1到D12，也就是说，使用分别对一个唯一的码元C1、C2、C3的局部区域A、B进行扫描的扫描元件D1到D12。
为选择分别对所述码元C1到C3的局部区域A、B进行可靠和明确扫描的扫描元件D1到D12或者说为选择由此生成的扫描信号S1到S12，将所述间隔一个局部区域A、B的长度间距的扫描元件D1到D12彼此进行比较。按照图4用比较元件T1到T6进行这种比较，这些比较元件T1到T6根据输入信号的差发出一个误差信号F和/或发出一个二进制数值B1到B6＝0或者说1。所述相应于一个码元C1、C2、C3的长度布置在一个网栅中的扫描元件D1到D12的比较结果形成一个组。现在选出该组的扫描元件D1到D12，其顺序具有最少的误差信号F。在图4中，所述偶数的扫描元件形成一个组，并且奇数的扫描元件形成另外一个组。在所示出的相对位置中，选出所述偶数的扫描元件，也就是选出下面的比较元件T1、T3、T5的输出信号B1、B3、B4(代码字CW2)。所描述的选择程序生成第二选择信息A2。因而利用该第二选择信息A2选出一组扫描元件的扫描信号或者说选出用于再处理并且用于形成所述位置测量值POS2的扫描信号。
所述附加信息Z不必强制性地仅仅是一种增量刻度，它也可以包括多种增量刻度。该附加信息Z优选包括一种绝对编码与一种单通道的或多通道的增量刻度的组合，或者就象在DE 102 44 234 A1中所描述的一样包括一种具有集成标记的增量刻度。在这种情况下，所述增量刻度可以作为附加信息Z也优选具有一种较小的刻度周期，如一个码元C1到C5的长度，因为绝对的编码或者标记用于确定在一个码元C1到C5内部明确的绝对位置POS3。
从平行于代码C布置的附加信息Z中获得所述第一选择信息A1，并且从代码C中获得所述第二选择信息A2，这样做的好处是，从刻度尺1的不同位置获得两个选择信息A1、A2。为此不需要任何附加的硬件冗余，因为该附加信息Z同时用于获得对所述绝对位置测量值POS1进行补充的位置测量值POS3。
图3示出了另外一种实施例。起相同作用的部件在所有的附图中都用相同的附图标记表示。与上述本发明的设计方案所不同的是，在这里增量刻度IN仅仅用于对来自编码C的位置测量值POS1进行补充。所述第二选择信息A2如上所述并且如这里作为模块11所示一样，直接从代码中通过对所述码元C1到C3的局部区域A、B的扫描信号S1到S12进行求差获得。所述第一选择信息A1同样从代码C中获得，仅仅按照另一种标准，也就是说通过对所述码元C1到C3的前后相随的局部区域A、B的棱边(过渡区域)的分析来获得。用于获得选择信号A1的模块12同样仅仅示意示出。其中利用了这一点，即每个码元C1到C3包括一个序列的彼此相反的局部区域A、B，并且由此具有从一种物理特性到一种相反的物理特性的过渡区域形式的棱边。这些棱边相应于一个码元C1到C3的长度布置在一个恒定的网栅中，从而可以由此获得周期性的信号，该信号以公知的方式进行插值，并且由此获得一个对一个码元C1到C3的长度进行绝对细分的位置测量值POS30。对此比如参照WO 02/01160 A1。具有比较粗略的分辨率的位置测量值POS1和更高分辨率的位置测量值POS30以及具有精细分辨率的位置测量值POS3在连接逻辑电路7中彼此关联成合成绝对位置测量值POS4。
本发明可以使用在光电扫描中以及其它扫描原理中，比如用在磁性、电容或感应扫描原理中。

Claims (17)

1.位置测量装置，具有
一列用于对绝对代码(C)进行扫描的扫描元件(D1到D12)；
用于对所述扫描元件(D1到D12)的扫描信号(S1到S12)进行选择的选择器(3、4)；
用于由所选出扫描信号(S1到S12)形成绝对位置测量值(POS1)的译码器(5)；
其特征在于用于根据一种第一方法进行选择以及用于根据一种不同于所述第一方法的第二方法进行选择的选择器(3、4)，其中由根据所述第一方法选出的扫描信号(S1到S12)求得第一绝对位置测量值(POS1)，并且由根据所述第二方法选出的扫描信号(S1到S12)求得第二绝对位置测量值(POS2)。
2.按权利要求1所述的位置测量装置，其特征在于，平行于代码(C)布置附加信息(Z)，由该附加信息(Z)通过扫描获得排队等候在第一选择器(3)上的第一选择信息(A1)，并且设置第二选择器(4)，向其输送第二选择信息(A2)，该第二选择信息(A2)由所述代码(C)的扫描信号(S1到S12)导出。
3.按权利要求1所述的位置测量装置，其特征在于，设置第一选择器(3)，向其输送第一选择信息(A1)，该第一选择信息(A1)由所述代码(C)的扫描信号(S1到S12)导出，并且设置第二选择器(4)，向其输送第二选择信息(A2)，该第二选择信息(A2)同样由所述代码(C)的扫描信号(S1到S12)导出。
4.按前述权利要求中任一项所述的位置测量装置，其特征在于，所述第一位置测量值(POS1)和第二位置测量值(POS2)排队等候在接口(9)上以传输给外部的随动单元(10)。
5.按权利要求4所述的位置测量装置，其特征在于，设置修改单元(8)，向该修改单元(8)输送所述第一或者说第二位置测量值(POS1、POS2)中的至少其中一个位置测量值，用于对所述第一或者说第二位置测量值(POS1、POS2)中的至少其中一个位置测量值进行改动，使得所述排队等候在接口(9)上传输给外部随动单元(10)的位置测量值(POS2、POS1+POS3+OF)不同。
6.按前述权利要求2到5中任一项所述的位置测量装置，其特征在于，所述代码(C)包括一个序列的前后布置在测量方向X上的码元(C1到C5)，其中每个码元(C1到C5)分别包括两个彼此互补的局部区域(A、B)；前后相随的扫描元件(D1到D12)的中心距小于一个局部区域(A、B)的长度；将相互间具有相应于一个局部区域(A、B)的长度的中心距的扫描元件(D1到D12)的相应扫描信号(S1到S12)输送给相应的比较器(T1到T6)，所述比较器(T1到T6)根据比较结果形成用于所述码元(C1到C5)的二进制信息(B1到B6)。
7.按权利要求6所述的位置测量装置，其特征在于，所述比较器(T1到T6)设计用于将所述扫描信号(S1到S12)的差与额定差值(V)进行比较，并且在低于额定差值(V)时发出误差信号(F)。
8.按权利要求7所述的位置测量装置，其特征在于，所述第二选择器(4)选出一组扫描元件(D1到D12)的扫描信号(S1到S12)，这些扫描元件(D1到D12)相互间以相应于一个局部区域(A、B)的长度的中心距布置，其中选出一组特定的扫描元件，这一组的扫描信号(S1到S12)发出最少的误差信号(F)。
9.用于运行绝对位置测量装置的方法，具有以下方法步骤：
用一列扫描元件(D1到D12)对绝对代码(C)进行扫描；
选择这些扫描元件(D1到D12)的扫描信号(S1到S12)；
由所选出的扫描信号(S1到S12)形成绝对位置测量值(POS1)，
其特征在于，
根据一种第一方法选择扫描信号(S1到S12)以及根据一种有别于所述第一方法的第二方法选择扫描信号(S1到S12)；
由根据所述第一方法所选出的扫描信号(S1到S12)形成第一位置测量值(POS1)；
由根据所述第二方法所选出的扫描信号(S1到S12)形成第二位置测量值(POS2)；并且
使用所述第一位置测量值(POS1)和第二位置测量值(POS2)进行误差检查。
10.按权利要求9所述的方法，其特征在于，按照所述第一方法根据第一选择信息(A1)进行选择，所述第一选择信息(A1)通过对平行于代码(C)布置的附加信息(Z)进行扫描获得，并且按照所述第二方法根据通过对代码(C)进行扫描获得的选择信息(A2)进行选择。
11.按权利要求9所述的方法，其特征在于，按照所述第一方法根据通过对代码(C)进行扫描获得的第一选择信息(A1)进行选择，并且按照所述第二方法根据同样通过对代码(C)进行扫描获得的选择信息(A2)进行选择。
12.按权利要求9到11中任一项所述的方法，其特征在于，将所述第一位置测量值(POS1)和第二位置测量值(POS2)彼此比较以检查误差。
13.按权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一位置测量值(POS1)和第二位置测量值(POS2)传输给随动单元(10)。
14.按权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一或者说第二位置测量值(POS1、POS2)中的至少其中一个位置测量值在传输前被改动，使得被传输的位置测量值(POS2、POS1+POS3+OF)不同。
15.按前述权利要求9到14中任一项所述的方法，其特征在于以下方法步骤：
对代码(C)进行扫描，该代码(C)包括一个序列的前后布置在测量方向X上的码元(C1到C5)，其中
所述码元(C1到C5)分别包括彼此互补的局部区域(A、B)，以及
由扫描元件(D1到D12)生成扫描信号(S1到S12)，这些扫描元件(D1到D12)相互间以小于一个局部区域(A、B)的长度的中心距布置，以及
分别将所述相应于一个局部区域(A、B)的长度布置的扫描元件(D1到D12)的两个扫描信号(S1到S12)输送给根据比较结果形成用于所述码元(C1到C5)的二进制信息(B1到B6)的比较器(T1到T6)。
16.按权利要求15所述的方法，其特征在于，将所述比较结果与额定值(V)进行比较，并且在不同于所述额定值(V)时形成误差信号(F)。
17.按权利要求16所述的方法，其特征在于，在所述第二方法中选择处于相应于一个码元(C1、C2、C3)的长度的网栅中的扫描元件偶的二进制信息(B1到B6)以形成所述第二绝对位置测量值(POS2)，其顺序产生最少的误差(F)。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108775886A (zh) * 2017-04-19 2018-11-09 罗伯特·博世有限公司 节省能量的位置确定方法

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3458169B2 (ja) * 1995-07-14 2003-10-20 株式会社リコー 電子写真感光体
DE102006007184A1 (de) * 2006-02-15 2007-08-16 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmesseinrichtung
DE102006021484A1 (de) * 2006-05-09 2007-11-15 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Optische Positionsmesseinrichtung
DE102007042796A1 (de) * 2007-09-07 2009-03-12 Robert Bosch Gmbh Führungsschiene mit absoluter Maßverkörperung
FR2921480B1 (fr) * 2007-09-20 2010-03-05 Renault Sas Capteur de position absolue a lecture serie
DE102007045362A1 (de) * 2007-09-22 2009-04-02 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmesseinrichtung
DE102007061287A1 (de) * 2007-12-19 2009-06-25 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmesseinrichtung und Verfahren zur absoluten Positionsbestimmung
DE102008018355B4 (de) 2008-04-11 2020-07-02 Robert Bosch Gmbh Absolute Positionsmessvorrichtung mit Interpolator
DE102008022027A1 (de) 2008-05-02 2009-11-05 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmesseinrichtung
DE102008039702A1 (de) * 2008-08-26 2010-03-04 Baumer Hübner GmbH Drehgeber und Auswerteeinheit zur Bestimmung und/oder Übertragung eines Positionswertes mit einem Offsetwert und Verfahren hierzu
GB0903550D0 (en) 2009-03-02 2009-04-08 Rls Merilna Tehnika D O O Position encoder apparatus
GB0903535D0 (en) 2009-03-02 2009-04-08 Rls Merilna Tehnika D O O Encoder readhead
JP5892844B2 (ja) * 2012-04-25 2016-03-23 Dmg森精機株式会社 位置検出装置
DE102012212767A1 (de) * 2012-07-20 2014-01-23 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmesseinrichtung
DE102014010759B4 (de) * 2014-07-17 2020-06-04 Nils Remmers Verfahren zur Bestimmung einer Position
JP6114371B1 (ja) * 2015-12-24 2017-04-12 國家中山科學研究院 高精度エンコーダの精度校正方法
US10243668B2 (en) 2016-04-27 2019-03-26 Industrial Technology Research Institute Positioning measurement device and the method thereof
DE102016109257A1 (de) * 2016-05-19 2017-11-23 Ic-Haus Gmbh Positionsmessvorrichtung zur Messung einer Absolutposition
JP2019211361A (ja) * 2018-06-06 2019-12-12 ファナック株式会社 エンコーダ
US10963724B2 (en) * 2019-04-01 2021-03-30 Novanta Corporation Absolute position encoder using a focused laser beam to detect position code words
JP7443140B2 (ja) 2020-04-09 2024-03-05 Dmg森精機株式会社 位置検出装置
DE102021128219B3 (de) 2021-10-29 2022-06-02 Sick Ag Gebervorrichtung und Verfahren zur Bestimmung einer Absolutposition
DE102021130751A1 (de) 2021-11-24 2023-05-25 ASMPT GmbH & Co. KG Fertigungsvorrichtung mit segmentiertem Encoderstreifen

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3825097A1 (de) * 1988-07-23 1990-02-08 Stahl R Foerdertech Gmbh Vorrichtung zur positionsmessung bei kran- und elektrohaengebahnen
JP2754635B2 (ja) * 1988-12-22 1998-05-20 株式会社ニコン アブソリュートエンコーダ
JP2679207B2 (ja) * 1989-01-30 1997-11-19 株式会社ニコン アブソリュートエンコーダ用符号板
US5068529A (en) * 1988-12-22 1991-11-26 Nikon Corporation Absolute position detection encoder
FR2655439B1 (fr) * 1989-12-01 1992-05-15 Bertin & Cie Procede et dispositif de comparaison de deux signaux analogiques variables.
JPH041522A (ja) * 1990-04-18 1992-01-07 Nikon Corp 異常事態を検出可能なアブソリュート・エンコーダ
JPH04295719A (ja) * 1991-03-25 1992-10-20 Nikon Corp アブソリュ−ト・エンコ−ダ
DE4309863C1 (de) 1993-03-26 1994-06-09 Stahl R Foerdertech Gmbh Positionsmeßeinrichtung sowie Verfahren zum Ablesen eines binären Codewortes
DE19604871A1 (de) * 1996-02-10 1997-08-14 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Positionsmeßeinrichtung
AUPQ835100A0 (en) * 2000-06-23 2000-07-20 Bishop Innovation Limited Position sensor
DE10104373B4 (de) * 2000-12-06 2008-06-26 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Verfahren zur Funktionskontrolle einer Positionsmesseinrichtung und Positionsmesseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens
WO2003060431A1 (de) * 2002-01-17 2003-07-24 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmesseinrichtung
DE10201496A1 (de) * 2002-01-17 2003-07-31 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Maßstab und Positionsmesseinrichtung zur absoluten Positionsbestimmung
DE10244234A1 (de) * 2002-09-23 2004-03-25 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmesseinrichtung
DE10244923B4 (de) * 2002-09-25 2015-02-26 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmesseinrichtung und Verfahren zur Positionsbestimmung
DE10312045B4 (de) * 2003-03-18 2014-07-31 Anton Rodi Messsystem zur Absolutwerterfassung von Winkeln und Wegen
JP4951884B2 (ja) * 2005-06-29 2012-06-13 ミツミ電機株式会社 エンコーダ装置
DE102006007184A1 (de) * 2006-02-15 2007-08-16 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmesseinrichtung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108775886A (zh) * 2017-04-19 2018-11-09 罗伯特·博世有限公司 节省能量的位置确定方法
CN108775886B (zh) * 2017-04-19 2021-06-08 罗伯特·博世有限公司 节省能量的位置确定方法

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