CN101245982B - 轴角编码器及其运行方法 - Google Patents

轴角编码器及其运行方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101245982B
CN101245982B CN2008100807551A CN200810080755A CN101245982B CN 101245982 B CN101245982 B CN 101245982B CN 2008100807551 A CN2008100807551 A CN 2008100807551A CN 200810080755 A CN200810080755 A CN 200810080755A CN 101245982 B CN101245982 B CN 101245982B
Authority
CN
China
Prior art keywords
detecting device
voltage source
shaft
parts group
taps
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2008100807551A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101245982A (zh
Inventor
P·费希尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Johannes Heidenhain GmbH
Original Assignee
Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Johannes Heidenhain GmbH filed Critical Dr Johannes Heidenhain GmbH
Publication of CN101245982A publication Critical patent/CN101245982A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101245982B publication Critical patent/CN101245982B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
    • G01D5/2451—Incremental encoders
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
    • G01D5/3473—Circular or rotary encoders

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Optical Transform (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

本发明涉及一种包含第一部件组和第二部件组的轴角编码器。第一部件组具有第一脉冲线，至少一个检测器以及具有逻辑门电路和非易失存储器的电子电路。第二部件组具有磁体和至少一个代码元件。在磁体接近所述脉冲线时由脉冲线产生电压脉冲，。取决于相对位置由检测器产生信号，其中通过逻辑电路在该信号的基础上得到位置信息，所述位置信息可以存储在所述非易失存储器中。在此通过所述电压脉冲来触发用一个电压源的电压加载所述电路。最迟在非易失存储器存储了所述位置信息以后将该电路与所述电压源重新分离。

Description

轴角编码器及其运行方法
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1所述用于确定相对角位置的轴角编码器，以及一种权利要求8所述的用于运行该轴角编码器的方法。
背景技术
这样的轴角编码器常用于确定两个可以彼此相对转动的机械部件的角位置并且例如按照感应测量原理工作。在电感式的轴角编码器中把大致为印刷导线条形式的激励线圈和接收线圈布置在一个公共的电路板上，所述公共的印刷电路板例如固定地连接到所述轴角编码器的定子。与该印刷电路板之间有一个确定的轴向间距并且以该印刷电路板为中心的另一个电路板，构成为代码元件或优选地构成为环形码盘，在所述环形码盘上以周期性的间距交替布置导电和不导电的扇面作为刻度区域或者说刻度结构，并且所述环形码盘与所述轴角编码器的转子抗扭转地连接。当在所述激励线圈上施加一个时间上交变的电激励场时，在转子与定子之间相对转动时在接收线圈中产生与转子和定子的相对位置、也就是相对的角位置有关的信号。然后在一个分析电子电路中进一步地处理该信号。
往往把这样的轴角编码器用作电驱动的测量装置以确定对应的驱动角的绝对角位置。
从本申请人的专利申请DE102006046531A1公知一种感应工作的轴角编码器，其中可以通过特殊的脉冲方法产生节电模式的电流。
发明内容
本发明的任务是，创立一种轴角编码器，尤其是一种感应式轴角编码器，其在预先给定的运行模式中的耗电量得到了最小化。
根据本发明该任务通过权利要求1或者8的特征完成。
因此，所述轴角编码器包含第一部件组和第二部件组，其中这两个部件组可绕一个轴相对转动地设置。第一部件组具有脉冲线、至少一个检测器以及具有逻辑电路和非易失存储器的电子电路。第二部件组本身具有一个磁体和至少一个代码元件。在所述磁体通过对应的相对旋转运动接近所述脉冲线时可以从所述脉冲线产生电压脉冲。此外可以取决于所述代码元件相对于至少一个检测器的相对位置由该检测器产生一个信号，其中通过所述逻辑电路在所述信号的基础上得到一个位置信息，所述位置信息可以存储在非易失存储器中。在此把所述第一部件组配置成，可以通过所述电压脉冲的出现来触发以一个电压源的电压施加在所述电路上，并且以后在非易失存储器存储了所述位置信息以后可以重新将所述电路与该电压源分离。
这样的一种安排的特殊优点是，如果实际上进行旋转运动，则轴角编码器只从电压源得到电能以获得和存储位置信息。所述电压源可以有利地直接安置在轴角编码器中，尤其是第一部件组中，或者安置在外部，从而从电压源提供的电能可以通过电缆到达所述轴角编码器中。
在一种“正常的”运行模式中往往用市电为所述轴角编码器供电。在电源中断的情况下所述轴角编码器可以转换到第二运行模式中，其中该轴角编码器由另一个冗余的电压源譬如电池供电。本发明尤其适于可以从第一运行模式切换到第二运行模式的轴角编码器，其中在第二运行模式中所述轴角编码器的电功率吸收少于在第一运行模式中。对于第二运行模式对应于本发明的特征配置所述轴角编码器，尤其是把第一部件组配置成在所述第二运行模式中可以通过所述电压脉冲的出现来触发用一个电压源的电压施加在所述电路上，并且最迟在非易失存储器存储了所述位置信息以后将该电压源与所述电路重新分离。
所述位置信息代表关于第一部件组相对于第二部件组的相对位置的信息，也就是关于角位置的信息，并且例如可以以角度给出。优选的是第一部件组构成为定子而第二构件组构成为转子。
有利地把所述第一部件配置成，以脉冲线的电压脉冲与所述电压源的电能一起为所述电路提供电能的方式把所述脉冲线与所述电压源并联。
在本发明的另一个实施方式中，所述第一部件组可以包含发射器，可以通过所述发射器产生一个电磁场，所述电磁场可以通过至少一个代码元件调制，从而可以取决于所述代码元件相对于至少一个检测器的相对位置产生一种信号。在此，把所述第一部件组配置成，可以通过所述电压脉冲的出现来触发用一个电压源的电压施加在所述发射器上，并且可以最迟在非易失存储器存储了所述位置信息以后把所述发射器与所述电压源重新分开。
有利的是所述发射器包含激励线圈，通过该激励线圈产生一个电磁场，然后把至少一个检测器构成为接收线圈。在该实施方式的情况下所述轴角编码器按照感应测量原理工作。作为可供选择的替代方案本发明还可以用于电容式的或者光的轴角编码器。在光的轴角编码器的情况下所述发射器包含一个光源，所述至少一个检测器构成为光电元件。
尤其有利的是在本发明的变例中把所述第一部件组配置成，通过所述电压脉冲的出现来触发用一个电压源的电压施加在所述至少一个检测器上，并且可以把所述检测器与所述电压源重新分开。以此方式不仅可以用所述逻辑电路和所述非易失的存储器最小化所述电路的工作时间，而且还把所述至少一个检测器的接通时间降低到最小值。
有利的是把至少一个代码元件实施成磁体并且把所述至少一个检测器实施成MR元件或者Hall元件。
本发明还涉及一种轴角编码器，所述轴角编码器配置成，窄义上所述脉冲线的电压脉冲对实际确定位置信息不起作用，而只是与接通电压源以提供能量有关。然而在该实施方式的变例中还可以把所述轴角编码器配置成使所述电压脉冲的出现还用于与检测器的信号一起确定位置信息，尤其是用于识别方向。
此外，本发明包含一种用于运行轴角编码器的方法，其中，所述轴角编码器包含第一部件组和第二部件组，并且把所述部件组可相对于一个轴旋转地安置。所述第一部件组具有脉冲线、至少一个检测器以及具有逻辑电路和非易失存储器的电子电路。所述第二部件组本身具有一个磁体和至少一个代码元件。在所述磁体接近所述脉冲线时由所述脉冲线产生一个电压脉冲。然后，取决于所述代码元件相对于至少一个检测器的相对位置而由该检测器产生一个信号。然后基于所述检测器的所述信号由所述逻辑电路获得一个位置信息，所述位置信息在下一个步骤存储进所述非易失存储器中。所述电压脉冲的出现触发用一个电压源的电压施加在所述电路上，其中最迟在所述非易失存储器存储了所述位置信息以后把所述电路重新与所述电压源分离开。
有利地所述轴角编码器从所述第一运行模式自动地切换到所述第二运行模式，其中在所述第二运行模式中使用如本发明所述的方法。
往往第二部件组可以具有在多个刻度轨迹(Teilungsspuren)中的代码元件，所述代码元件的精细程度不同并且因此在通过检测器对代码元件扫描时由代码元件提供每次相对旋转不同数量的信号周期。在本发明的一个变例中，把所述轴角编码器配置成，在可以用所述电压源的电压加载所述电路的运行模式中，只可以扫描每一次相对旋转时提供最小数量的信号周期的刻度轨迹。根据本发明的一个变例还可以为了提高测量精度在所述状态中扫描多个刻度轨迹。
本发明的有利扩展在从属权利要求中得出。
附图说明
如本发明所述的轴角编码器的其它细节和优点从以下参照附图对实施例的说明中得出。在附图中
图1示出轴角编码器的剖视图，
图2示出代码盘的俯视图
图3示出扫描印刷电路板的俯视图，
图4示出根据感应式轴角编码器的第一实施例的示意性电路配置，
图5示出根据第二实施例的示意性电路配置，
图6示出根据光的轴角编码器的第三实施例的示意性电路配置，
图7示出磁作用的轴角编码器的第四实施例的示意性电路配置。
具体实施方式
在图1中示出根据一个实施例的轴角编码器的剖视图。据此所述轴角编码器包含第一部件组，在此所述第一部件组于功能上是定子1，以及第二部件组，在此所述第二部件组起转子2的作用。转子2和定子1可绕轴A相互转动地安置。
定子1包含壳体1.14，在壳体上固定一个环形的扫描印刷电路板1.12。此外在扫描印刷电路板1.12上安装一个接插件1.13，通过所述接插件可以在所述轴角编码器与一个跟踪电子电路之间传输信号和电功率。此外，根据图4在扫描印刷电路板1.12上安放一个脉冲线1.1和一个电子电路1.5的部件，以及一个激励电路1.10的部件。此外在所述扫描印刷电路板1.12上还有电池1.7形式的电压源。
如图3所示，此外在扫描印刷电路板1.12的另一侧上设有激励导线条1.11作为激励线圈或者说作为发射器，所述激励导线条布置在一个内激励轨迹、一个中间激励轨迹和一个外激励轨迹上。扫描印刷电路板1.12本身具有一个中心孔并且是实施为多层。扫描印刷电路板1.12起检测器载体的作用，所述检测器在此由不同的接收器线圈1.21、1.22组成。内接收器线圈1.21包含第一接收器导线条1.211和第二接收器导线条1.212。在一次旋转中不论是第一接收器导线条1.211还是第二接收器导线条1.212都分别提供一个信号周期，其中第一接收器电路条1.211的信号相对于第二接收器导线条1.212的信号推移90°。
外接收器线圈1.22同样由两个接收器导线条组成并且构成为，使得该两个接收器导线条提供两个错开90°的信号，所述信号每次旋转包含16个信号周期。
在该实施例中转子2包含一个轴2.1，所述轴例如可以抗扭转地安装在要测量的马达轴上。在轴2.1的一个凸缘上抗扭转地固定一个具有刻度轨迹2.21、2.22的代码元件，在此所述代码元件构成为一个码盘2.2，用于探测轴2.1的相对位置或角位置。
在图2中用俯视图示出码盘2.2。码盘2.2由一个衬底组成，在所述的实施例中所述衬底用环氧树脂制造并且在该衬底上设置两个刻度轨迹2.21、2.22。刻度轨迹2.21、2.22是环形构成的，并且关于转轴A同心地以不同的直径设置在所述衬底上。这两个刻度轨迹2.21、2.22分别由交替布置的导电刻度区域2.211、2.221和不导电的刻度区域2.212、2.222组成的一个周期序列组成。导电的刻度区域2.211、2.221的材料在所示的例子中是布置在所述衬底上的铜。相反在不导电的刻度区域2.212、2.222中不对所述衬底涂层。
在所示的实施方式中内刻度轨迹2.21由第一半环形的刻度区域2.211以及第二半环形的刻度区域2.212构成，所述第一半环形刻度区域具有导电材料，在此是铜，所述第二半环形刻度区域中不设置任何导电材料。
与第一刻度轨迹2.21径向相相邻地在所述衬底上设置第二刻度轨迹2.22，其中刻度轨迹2.22也由许多导电的刻度区域2.221以及安排在导电区域2.221之间的不导电的刻度区域2.222组成。在此不同的刻度区域2.221、2.222在材料上与第一刻度轨迹2.21的刻度区域2.211、2.212同样地构成。在所示的实施方式中。第二刻度轨迹2.22总共包含十六个周期性布置的、导电的刻度区域2.221以及对应的十六个布置在导电刻度区域之间的不导电的刻度区域2.222。
此外码盘2.2有一个磁体2.23，所述磁体安置在码盘2.22的边缘上并且沿平行于轴A的方向磁化。
在所述轴角编码器的组装状态下，码盘2.2与扫描印刷电路板1.12以一定的轴向间距对置，从而轴A经过这两个元件的中点并且在码盘2.2与扫描印刷电路板1.12之间相对旋转时可以由于感应作用产生取决于各角位置的信号∑1.211、∑1.212。此外脉冲线1.1和磁体2.23相对安置成在磁体2.23接近脉冲线1.1时可以由脉冲线1.1产生一个电压信号∏。作为可供选择的替代方案，磁体2.23还可以直接固定在轴2.1上，然后把脉冲线1.11安排在所述轴角编码器的径向内部区域中。此外所述磁体还可以径向地安排在码盘2.2的下侧(参见图1)。在该实施例的变例中可以把所述脉冲线在壳体1.14上安装在码盘2.2下方(图1)，并且布置为与扫描印刷电路板1.12电接触。
构成对应的信号∑1.211，∑1.212的前提是激励导线条在扫描轨迹的区域中或者说用扫描轨迹加以扫描的刻度轨迹2.21和2.22的区域中产生或者发射一种时间上交变的电磁激励场。在所示的实施例中激励导线条1.11构成为多个、平面平行的单个导线条。如果激励导线条1.11全都沿相同的方向被激励电流流过，则围绕相应的激励导线条1.11构成管状或者圆柱形取向的电磁场。所产生的电磁场场力线以绕激励导线条1.11的同心圆的形式分布，其中所述场力线的方向以公知的方式和方法取决于激励导线条1.11中的电流方向。在此相反地选择直接与公共扫描轨迹邻界的激励导线条1.11的电流方向或者激励导线条1.11的对应错接，使得在刻度轨迹2.21、2.22的区域中的场力线分别是相同取向的。
在对应于正常工作的第一运行模式中，从外部通过电缆和接插件1.13向所述轴角编码器供电，从而通过线路1.15流过外部引入的供电电流(图4)。在该第一运行模式中激励电路1.10始终通电，从而激励导线条1.11也始终由激励电流通过，而与轴2.11转动还是不转动无关。通过电子电路1.5接收连续的接收线路条1.211、1.212的信号∑1.211和∑1.212并且在逻辑电路1.51中进行处理。从逻辑电路1.51向非易失的存储器1.52传输位置信息P并且在该存储器中存储所述位置信息，通过所述逻辑电路还进行方向识别。在该实施例中非易失的存储器1.52采用所谓的铁电随机存取存储器(FRAM或者FeRAM)。作为可供选择的替代方案还可以采用磁阻随机存储器(MRAM)。非易失的存储器1.52原则上应当具有可多次再写入性能。
可能由于某种原因不能够得到外部的市电或者断电。在此情况下把所述轴角编码器自动地设置到第二运行模式中，其中所述轴角编码器暂时由一个电压源，在此是电池1.7的形式提供电能。在此状态下鉴于电池1.7的使用寿命提供尽可能低的耗电，并且尤其重要的是还能够探测至少一个粗略的相对位置。因此在所述实施例中通过接收导线条1.211、1.212把所述运行限制为扫描内部的刻度轨迹2.21。如果轴2.1或者转子2静止不动，例如构成为晶体三极管的开关1.9保持开路，从而电池1.7不放电。保留原来存储在非易失存储器1.52中的位置信息P。如果市电停电则往往进入所述第二运行模式。在此情况下轴2.1或者固定在轴上的传动装置大多保持停止不动。
然而还有可能，在所涉及传动装置上的负荷的影响下轴2.1继续转动。只要磁体2.23一接近脉冲线1.1，脉冲线1.1就产生电压脉冲∏。如果电压脉冲∏达到预定的电压阈值，就触发开关1.9的闭合，从而电池1.7通过二极管1.8输出电流。此外电池1.7的另一个极通过电阻1.4与零电位连接。为此，由脉冲线1.1发出的电压脉冲∏所提高的电池1.7的电流一方面起用于充电的缓冲电容器1.6的作用，其中出现的最大电压由限压器1.15所限制。另一方面，通过所述电流驱动激励电路1.10以及电子电路1.5。激励电路1.10向激励导线条1.11中迫入激励电流，所述激励电流也可以实施为脉冲。取决于码盘2.2相对于接收导线条1.211、1.212的相对位置由接收导线条1.211、1.212产生对应的信号∑1.211和∑1.212。然后向电路1.5传送该信号∑1.211和∑1.212并且在所述电路1.5的逻辑电路1.51中考虑用方向识别算法来处理。然后从逻辑电路1.51向非易失存储器1.52传输位置信息P并且存储在其中。在电压脉冲∏重新衰减以后，或者在电压脉冲∏低于一个预定的电压阈值以后，开关1.9重新断开，此时电池1.7不再输出电荷。换言之，主要地是最迟在非易失存储器1.52存储了位置信息P以后电路1.5与电压源1.7重新分离开。在此，开关1.9还可以在非易失存储器1.52中存储位置信息P之前就已经断开，于是可以通过缓冲电容器1.6提供在非易失存储器1.52中存储位置信息P所需要的电能。
尤其是通过该装置和通过所述的方法只在出现一个相关的事件，也就是出现轴2.1的转动时电池1.7才有负荷。尤其是通过脉冲线1.1与电压源1.7并联，脉冲线对向电路开关1.5供电起作用。此外因为支持性地接通电压脉冲∏的能量，还把从电池1.7流出的电荷最小化。缓冲电容器1.6限制最大出现的电压并且在重新闭合开关1.9时还提供电流。
在图5中示出另一个实施例，该实施例由于简化电路有别于前述的实施例。在该例中脉冲线1.1的电压脉冲∏不再起向所述轴角编码器提供电能的作用，而主要只起控制开关1.9的作用。作为可供选择的替代方案，还可以通过取消缓冲电容器1.6来进一步简化所述电路。所述的电路简化还可以用于下述的实施例。
根据本发明的另一个实施例，本发明还可以在光的轴角编码器中实施。相应的电路在图6中示出。这时激励电路构成为光源1.11`的驱动电路1.10`，该光源1.11`用作发射器。光源1.11`的光落在一个光刻度2.21`上，并且取决于轴2.1的角位置或者取决于刻度2.21`相对于光电元件1.211`、1.212`的相对位置接受调制。调制了的光由两个光电元件1.211`、1.212`接收并且转换成电信号∑1.211`、∑1.212`。在几何上把光电元件1.211`、1.212`安排为使信号∑1.211`、∑1.212`相位差为90°。
如果得不到外部的电源，在此所述轴角编码器也转换到第二运行模式，这时将电池1.7作为电压源。如果轴2.1或者转子2静止不动，则在此开关1.9也保持断开并且不加载电池1.7。维持原来存储在非易失存储器1.52中的位置信息P。
只要轴2.1转动并且磁体2.23接近脉冲线1.1，如在第一实施例中已经说明的那样，脉冲线1.1就产生一个电压脉冲∏。电压脉冲∏触发开关1.9闭合，从而受脉冲线1.1发出的电压脉冲∏的能量支持，电池1.7向驱动电路1.10`和电子电路1.5输出电流。
在此，驱动电路1.10`本身导致光源1.11`发射出一个光脉冲。取决于光刻度2.21`相对于光电元件1.211`、1.212`的相对位置由光电元件1.211`、1.212`产生相应的信号∑1.211`和∑1.212`。然后向电路1.5传送该信号∑1.211`和∑1.212`，并且在所述电路的逻辑电路1.51中考虑用一种方向识别算法来处理所述信号。然后从逻辑电路1.51向非易失传感器1.52传输位置信息P并且存储在其中。在电压脉冲∏重新衰减以后，开关1.9重新断开并且此时电池1.7不再输出电荷。
根据图7示出另一个实施例.与以上实施例相区别的是，这时在定子1上安放了MR传感器1.211``、1.212``形式的有源接收元件。与所述MR传感器1.211``、1.212``对置的是一个磁的刻度轨迹2.21``。刻度轨迹2.21``可以由一块具有预定磁化图形的可磁化材料构成，也可以由单个的分开的磁体构成。MR传感器1.211``、1.212``产生信号∑1.211``和∑1.212``，该信号取决于码盘2.2与定子1之间的相对位置。在得不到外部的电源的情况下该功能方式类似于以上说明的例子。尽管在这种情况下还把所述电能用于驱动MR传感器1.211``、1.212``，但是相反地在此不必产生电磁场或者光。
此外可以在所有的实施方式中把电压脉冲∏的出现附加地考虑用于在电子电路1.5中确定码盘2.2与定子1之间的角位置或者说相对位置。在此情况下可以减少检测器的数量。

Claims (14)

1.一种轴角编码器，包含第一部件组(1)和第二部件组(2)，其中这些部件组(1、2)可绕一个轴(A)彼此相对转动地安放，并且
第一部件组(1)具有
-脉冲线(1.1)，
-至少一个检测器(1.211、1.212；1.211`、1.212`；1.211``、1.212``)，以及
-具有逻辑电路(1.51)和非易失存储器(1.52)的电子电路(1.5)，第二部件组(2)具有
-磁体(2.23)，和
-至少一个代码元件(2.21；2.21`；2.21``)，其中
在磁体(2.23)接近所述脉冲线(1.1)时由脉冲线(1.1)产生电压脉冲(∏)，并且
取决于所述代码元件(2.21；2.21`；2.21``)相对于至少一个检测器(1.211、1.212；1.211`、1.212`；1.211``、1.212``)的相对位置由该至少一个检测器产生信号(∑1.211，∑1.222；∑1.211`，∑1.222`；∑1.211``，∑1.222``)，其中通过逻辑电路(1.51)在该信号(∑1.211，∑1.222；∑1.211`，∑1.222`；∑1.211``，∑1.222``)的基础上得到位置信息(P)，所述位置信息存储在所述非易失存储器(1.52)中，其中
把第一部件组(1)配置成，通过所述电压脉冲(∏)的出现来触发用一个电压源(1.7)的电压加载所述电子电路(1.5)，并且最迟在非易失存储器(1.52)存储了所述位置信息(P)以后将该电子电路(1.5)与所述电压源(1.7)重新分离。
2.如权利要求1所述的轴角编码器，其中，把第一部件组(1)配置成，使脉冲线(1.1)与电压源(1.7)并联连接，从而脉冲线(1.1)的电压脉冲(∏)用于对所述电子电路(1.5)供电。
3.如权利要求1所述的轴角编码器，其中，所述第一部件组(1)包含发射器(1.11；1.11`)，通过所述发射器产生一个电磁场，所述电磁场通过所述至少一个代码元件(2.21；2.21`)调制，从而取决于所述代码元件(2.21；2.21`)相对于至少一个检测器(1.211、1.212；1.211`、1.212`)的相对位置由该至少一个检测器产生信号(∑1.211，∑1.222；∑1.211`，∑1.222`)，其中，把第一部件组(1)配置成
-通过所述电压脉冲(∏)的出现来触发用一个电压源(1.7)的电压加载所述发射器(1.11；1.11`)，并且
-最迟在非易失存储器(1.52)存储了位置信息(P)以后把所述发射器(1.11；1.11`)与所述电压源(1.7)重新分离。
4.如权利要求3所述的轴角编码器，其中，所述发射器(1.11)包含产生电磁场的激励线圈，并且把至少一个检测器(1.211、1.212)构成为接收线圈。
5.如权利要求3所述的轴角编码器，其中，所述发射器(1.11`)包含一个光源，并且至少一个检测器(1.211`；1.212`)构成为光电元件。
6.如权利要求1所述的轴角编码器，其中，把第一部件组(1)配置成，通过所述电压脉冲(∏)的出现来触发用一个电压源(1.7)的电压加载至少一个检测器(1.211``、1.212``)，然后所述至少一个检测器(1.211``；1.212``)与所述电压源(1.7)重新分离。
7.如权利要求6所述的轴角编码器，其中，至少一个代码元件(2.21``)实施成磁体，并且至少一个检测器(1.211``、1.212``)实施成MR元件或者霍尔元件。
8.一种用于运行轴角编码器的方法，其中，所述轴角编码器包含第一部件组(1)和第二部件组(2)，其中这些部件组(1、2)可绕一个轴(A)彼此相对转动地安放，并且
第一部件组(1)具有
-脉冲线(1.1)，
-至少一个检测器(1.211、1.212；1.211`、1.212`、1.211``、1.212``)，以及
-具有逻辑电路(1.51)和非易失存储器(1.52)的电子电路(1.5)，
第二部件组(2)具有
-磁体(2.23)，和
-至少一个代码元件(2.21；2.21`；2.21``)，其中
在磁体(2.23)接近所述脉冲线(1.1)时由脉冲线(1.1)产生电压脉冲(∏)，并且
取决于所述代码元件(2.21；2.21`；2.21``)相对于至少一个检测器(1.211、1.212；1.211`、1.212`；1.211``、1.212``)的相对位置由该至少一个检测器产生信号(∑1.211，∑1.222；∑1.211`，∑1.222`；∑1.211``，∑1.222``)，其中通过逻辑电路(1.51)在该信号(∑1.211，∑1.222；∑1.211`，∑1.222`；∑1.211``，∑1.222``)的基础上得到位置信息(P)，所述位置信息存储在所述非易失存储器(1.52)中，其中
通过所述电压脉冲(∏)的出现来触发用一个电压源(1.7)的电压加载所述电子电路(1.5)，并且最迟在非易失存储器(1.52)存储了所述位置信息(P)以后将该电子电路(1.5)与所述电压源(1.7)重新分离。
9.如权利要求8所述的方法，其中，把第一部件组(1)配置成，使脉冲线(1.1)与电压源(1.7)并联连接，从而脉冲线(1.1)的电压脉冲(∏)用于对所述电子电路(1.5)供电。
10.如权利要求8所述的方法，其中，所述第一部件组(1)包含发射器(1.11；1.11`)，通过所述发射器产生电磁场，所述电磁场通过所述至少一个代码元件(2.21；2.21`)调制，从而取决于所述代码元件(2.21；2.21`)相对于至少一个检测器(1.211、1.212；1.211`、1.212`)的相对位置由该至少一个检测器产生信号(∑1.211，∑1.222；∑1.211`，∑1.222`)，其中，通过所述电压脉冲(∏)的出现来触发用一个电压源(1.7)的电压加载所述发射器(1.11；1.11`)，并且最迟在非易失存储器(1.52)存储了位置信息(P)以后把所述发射器(1.11；1.11`)与所述电压源(1.7)重新分离。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述发射器(1.11)包含产生电磁场的激励线圈，并且把至少一个检测器(1.211；1.212)构成为接收线圈。
12.如权利要求10所述的方法，其中，所述发射器(1.11`)包含一个光源，并且至少一个检测器(1.211`；1.212`)构成为光电元件。
13.如权利要求8所述的方法，其中，通过所述电压脉冲(∏)的出现来触发，用一个电压源(1.7)的电压加载至少一个检测器(1.211``；1.212``)，然后把所述至少一个检测器(1.211``；1.212``)与所述电压源(1.7)重新分离。
14.如权利要求8所述的方法，其中，至少一个代码元件(2.21``)实施成磁体，并且至少一个检测器(1.211``、1.212``)实施成MR元件或者霍尔元件。
CN2008100807551A 2007-02-16 2008-02-18 轴角编码器及其运行方法 Expired - Fee Related CN101245982B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007007764A DE102007007764A1 (de) 2007-02-16 2007-02-16 Drehgeber und Verfahren zu dessen Betrieb
DE102007007764.7 2007-02-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101245982A CN101245982A (zh) 2008-08-20
CN101245982B true CN101245982B (zh) 2012-04-18

Family

ID=39143936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008100807551A Expired - Fee Related CN101245982B (zh) 2007-02-16 2008-02-18 轴角编码器及其运行方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7439734B2 (zh)
EP (1) EP1959240B1 (zh)
JP (1) JP5142750B2 (zh)
CN (1) CN101245982B (zh)
DE (1) DE102007007764A1 (zh)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4896642B2 (ja) 2006-09-12 2012-03-14 Ｔｄｋ株式会社 積層コンデンサ及び電子機器
DE102008015837A1 (de) * 2008-03-27 2009-10-01 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmessgerät und Verfahren zu dessen Betrieb
DE102009021081B4 (de) * 2008-07-18 2017-07-06 Asm Automation Sensorik Messtechnik Gmbh Magnetischer Winkelsensor
DE102008046741A1 (de) * 2008-09-11 2010-03-18 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Induktiver Positionssensor, damit ausgestattetes Messsystem und Verfahren zum Betrieb eines Positionssensors
CN102486383A (zh) * 2010-12-06 2012-06-06 沈阳理工大学 一种电保持多圈绝对值编码器
DE102011004348A1 (de) * 2011-02-17 2012-08-23 Beckhoff Automation Gmbh Verfahren und Positionserfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Position eines beweglichen Elements einer Antriebsvorrichtung
DE102012223037A1 (de) * 2012-12-13 2014-06-18 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Induktive Positionsmesseinrichtung
DE102015203752A1 (de) * 2015-03-03 2016-09-08 Zf Friedrichshafen Ag Sensorvorrichtung zum Erfassen einer Wählhebelposition und Wählhebelvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
TWI588450B (zh) * 2015-04-21 2017-06-21 Murata Manufacturing Co Encoder
CN113091779A (zh) * 2016-01-18 2021-07-09 株式会社尼康 编码器装置、驱动装置、载物台装置及机器人装置
JP6787345B2 (ja) * 2016-01-18 2020-11-18 株式会社ニコン エンコーダ装置、駆動装置、ステージ装置、及びロボット装置
DE102016202859B3 (de) * 2016-02-24 2017-06-29 Robert Bosch Gmbh Drehwinkelsensor
DE102017123772B4 (de) * 2017-10-12 2019-06-19 Paul Tutzu Elektromagnetisches Messsystem für die Erfassung von Länge und Winkel basierend auf dem Magnetoimpedanzeffekt
CN109211092B (zh) * 2017-12-15 2019-06-21 重庆理工大学 一种基于交变电场的绝对式时栅角位移传感器
EP3553336B1 (en) * 2018-04-10 2021-03-31 Aktiebolaget SKF Condition monitoring
CN110864711B (zh) * 2018-08-27 2022-03-11 台达电子工业股份有限公司 编码器及其位置检测方法
DE102018220363A1 (de) * 2018-11-27 2020-05-28 Te Connectivity Germany Gmbh Winkelmesssystem zur Bestimmung eines Winkels zwischen einem Rotor und einem gegenüberliegenden Stator
EP3702737B1 (de) * 2019-03-01 2021-05-12 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Abtasteinheit zur abtastung einer winkelskala sowie winkelmesseinrichtung mit dieser abtasteinheit

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5007057A (en) * 1988-01-18 1991-04-09 Yamaha Corporation Power source monitor and a rotary encoder with such a monitor
CN1020956C (zh) * 1990-08-25 1993-05-26 中国科学院长春光学精密机械研究所 绝对式轴角编码器设计方法及编码器
CN2255038Y (zh) * 1995-05-22 1997-05-28 中国科学技术大学 软磁齿轮式轴角编码器

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4380928A (en) * 1980-08-29 1983-04-26 Aisin Seiki Company, Limited Rotational angle sensor
JPH0618281A (ja) * 1992-06-30 1994-01-25 Nikon Corp 多回転アブソリュートエンコーダ
DE4407474C2 (de) * 1994-03-07 2000-07-13 Asm Automation Sensorik Messte Drehwinkelsensor
JPH0843127A (ja) * 1994-07-29 1996-02-16 Sanyo Denki Co Ltd 絶対位置検出装置
DE10320990A1 (de) * 2003-05-09 2004-11-25 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Induktiver Drehwinkelsensor und damit ausgestatteter Drehgeber
DE102004062448A1 (de) * 2004-06-18 2006-01-19 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Lenkwinkelsensor
DE102005009489A1 (de) * 2005-02-24 2006-08-31 Volkswagen Ag Elektronikbaugruppe für eine Positionserfassungseinrichtung mit einer Weckvorrichtung zum Verarbeiten eines Aufweck-Strompulses einer Wiegand-Spule
DE102006046531A1 (de) * 2006-09-29 2008-04-03 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Drehgeber und Verfahren zu dessen Betrieb

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5007057A (en) * 1988-01-18 1991-04-09 Yamaha Corporation Power source monitor and a rotary encoder with such a monitor
CN1020956C (zh) * 1990-08-25 1993-05-26 中国科学院长春光学精密机械研究所 绝对式轴角编码器设计方法及编码器
CN2255038Y (zh) * 1995-05-22 1997-05-28 中国科学技术大学 软磁齿轮式轴角编码器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP平3-78618A 1991.04.03

Also Published As

Publication number Publication date
EP1959240A2 (de) 2008-08-20
US7439734B2 (en) 2008-10-21
DE102007007764A1 (de) 2008-08-21
EP1959240A3 (de) 2013-06-19
CN101245982A (zh) 2008-08-20
JP2008203259A (ja) 2008-09-04
US20080197838A1 (en) 2008-08-21
JP5142750B2 (ja) 2013-02-13
EP1959240B1 (de) 2014-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101245982B (zh) 轴角编码器及其运行方法
JP6323558B2 (ja) エンコーダ装置、駆動装置、ステージ装置、及びロボット装置
CN101545754B (zh) 位置测量仪及其工作方法
CN108474673B (zh) 编码器装置、驱动装置、载物台装置及机器人装置
US20080079422A1 (en) Rotary transducer and method for operating a rotary transducer
US6111402A (en) Position measuring instrument having a scanning element with multiple scanning tracks
US5929631A (en) Method of position sensing utilizing giant magneto resistance elements and solid state switch array
US20050270040A1 (en) Redundant compact encoders
CN104677386B (zh) 多匝旋转编码器
KR20140143404A (ko) 다회전 인코더
CN110906848B (zh) 用于检测机器运动的位置检测系统和方法
US20240100689A1 (en) Encoder device, drive device, stage device, and robot device
JP7191567B2 (ja) 組み立て品
CN116952284A (zh) 编码器装置、驱动装置、载置台装置以及机器人装置
US6512366B2 (en) Rotary position transmitter for registering a rotary position
JP2018189426A (ja) エンコーダ装置、駆動装置、ステージ装置、及びロボット装置
JP2018132432A (ja) エンコーダ装置、駆動装置、ステージ装置、及びロボット装置
US7135859B2 (en) Rotary and angular position sensing
JP6870372B2 (ja) エンコーダ装置、駆動装置、ステージ装置、及びロボット装置
JP2018059875A (ja) エンコーダ装置、駆動装置、ステージ装置、及びロボット装置
KR20190120376A (ko) 가동부로부터 에너지를 하베스팅하는 펄스 생성기
JP2018054573A (ja) エンコーダ装置、駆動装置、ステージ装置、及びロボット装置
JP2004144497A (ja) 磁気式エンコーダと電動アクチュエータ
WO2023099008A1 (en) Magnet-based detection system for detecting a movement of a movable object
JP2024505702A (ja) ウィーガンドセンサを用いた回転角度測定システムを初期化する方法および回転角度測定システム

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120418

Termination date: 20200218

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee