CN101464131B - 位置测量装置和用于确定绝对位置的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及位置测量装置和用于确定绝对位置的方法。位置测量装置具有编码，它由在测量方向上前后设置的编码元件序列组成，至少两个相互衔接的编码元件分别形成具有位置信息的编码字；还具有扫描单元，它包括用于发出朝编码方向取向的光的照射单元，用于使至少形成了编码字的编码元件成像在检测器单元上，它在测量方向上对于每个形成了编码字的编码元件具有至少两个检测器元件；扫描单元还包括分析单元，在该分析单元中由检测器元件的检测器信号能求出具有当前位置信息的编码字，扫描单元和编码在测量方向上布置成彼此可相对运动，根据本发明，在分析单元中为形成编码字要进行分析的检测器信号能根据形成编码字的编码元件在检测器单元上的成像来选择。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于确定绝对位置的测量装置以及用于确定绝对位置的方法。
背景技术
在许多领域经常使用绝对的位置测量装置，其中由具有在测量方向上前后设置的编码元件的码轨推导出绝对位置信息。在此编码元件以伪随机分布存在，由此使确定数量的相互衔接的编码元件分别形成标准位。在扫描装置相对于码轨以几个编码元件移动时已经形成新的标准位并且在整个要被测量的绝对测量范围上提供不同的标准位序列供使用。
这种序列编码称为链编码或伪随意编码(PRC)。如果编码元件具有所谓的曼彻斯特编码，这意味着，编码元件具有两个相同大小的分部位，它们具有相互间互补的特性，则得到特别抗干扰的伪随机编码的变化。在这里通过分部位顺序确定二进制信息。
在DE 10244235 A1中描述了这种位置测量装置，其绝对码轨由编码元件的伪随机布置组成，它们具有曼彻斯特编码。为了确定，检测器元件的扫描信号对于位置信息的分析是否具有有效值，一方面建议，平行于绝对码轨延伸的增量轨(Inkrementalspur)的扫描信号利用选择用于分析绝对痕迹必需的检测器元件。另一方面建议，为了分析检测器信号的可靠性使检测器元件分成以偶数编号的检测器元件组和以奇数编号的检测器元件组并且分别形成直接相互衔接的每个检测器元件组的差值信号并且与比较值比较。最后由比较得出的有效扫描信号形成位置值。
另一扩展的工作原理是光学扫描。在此安置在尺寸量具上的测量刻度通过由光源发射的定向光映射到几个光检测器上。尺寸量具移动地设置在光线的光程里面并且当测量刻度相对于光源和光检测器运动的时候调制光线。通过分析光检测器的输出信号求出位置信息。根据是否涉及旋转的或直线的位置测量仪使尺寸量具是圆形的刻度盘或直线的刻度尺。测量刻度可以由一个或者多个具有不同光学特性、如透明/不透明或反射/非反射范围的痕迹组成。
其码轨由PRC构成的绝对位置测量仪对于读出编码元件需要大量检测器元件，它们以取决于要被读出的编码元件的准确确定的间距相互设置。优选使检测器元件由半导体芯片上的检测器阵列组成。在这种光学扫描原理中特别有问题的是，读出码轨的可靠性取决于对于读出重要的码轨部分在检测器阵列上成像的精度。该精度取决于光源、码轨和检测器元件的几何布置。如果例如光学方向偏离所要求的、通过码轨和检测器阵列确定的方向，则不能使所有的用于求出当前位置的检测器元件保持相同的光量。由此可能产生不确定的状态并且甚至可能得到错误的位置值。
发明内容
本发明的目的是，实现具有改进的可信性或运行可靠性的位置测量装置。本发明的目的还在于，提供一种用于确定绝对位置的方法，它具有改进的可信性或运行可靠性。
关于位置测量装置的目的通过按本发明的位置测量装置得以实现。位置测量装置具有编码，它由在测量方向上前后设置的编码元件序列组成，其中至少两个相互衔接的编码元件分别形成具有位置信息的编码字，扫描单元，它包括用于发出朝编码方向取向的光的照射单元，用于使至少形成了编码字的编码元件成像在检测器单元上，其中检测器单元在测量方向上对于每个形成了编码字的编码元件具有至少两个检测器元件；此外还包括分析单元，在该分析单元中，由检测器元件的检测器信号能够求出具有当前位置信息的编码字，其中扫描单元和编码在测量方向上布置成彼此能够相对运动的，其特征在于，在分析单元中，为了形成编码字而要进行分析的检测器信号能够根据形成了编码字的编码元件在检测器单元上的成像来选择，所述编码元件由两个在测量方向上相互衔接的分部位组成，它们具有互补的特性；并且每个分部位都设有至少两个检测器元件，所述分析单元包括信号处理单元，检测器信号被输送到该信号处理单元，并且在该信号处理单元中能够由检测器信号产生数字位置信号，所述信号处理单元包括触发器模块，检测器的各两个检测器信号被输送到上述触发器模块，所述检测器在测量方向上具有与两个在测量方向上相互衔接设置的分部位相同的间距，并且触发器模块通过由检测器信号形成差值产生数字位置信号，所述分析单元包括借助于校正信息和精细位置值通过选择位置信号用于形成编码字的机构，所述数字位置信号被输送到选择单元，该选择单元给出校正的位置信号，其中由校正单元借助于校正信息和精细位置值来确定从位置信号选择出校正的位置信号，所述分析单元还包括编码字计算单元，校正的位置信号以及精细位置值为形成编码字被输送给该编码字计算单元。
提出具有编码和扫描单元的位置测量装置。该编码由在测量方向上前后设置的编码元件序列组成，其中至少两个相互衔接的编码元件分别形成具有位置信息的编码字。扫描单元，它包括用于发出朝编码方向取向的光的照射单元，用于使至少形成了编码字的编码元件成像在检测器单元上，它在测量方向上对于每个形成了编码字的编码元件具有至少两个检测器元件，所述扫描单元还包括分析单元，在该分析单元中由检测器元件的检测器信号能求出具有当前位置信息的编码字。扫描单元和编码在测量方向上布置成彼此可相对运动。根据本发明，在分析单元中为形成编码字要进行分析的检测器信号能根据形成编码字的编码元件在检测器单元上的成像来选择。
一种用于通过位置测量装置进行绝对位置测量的方法，所述位置测量装置具有编码，它由在测量方向上前后设置的编码元件序列组成，其中至少两个相互衔接的编码元件分别形成具有位置信息的编码字，扫描单元，它包括用于发出朝编码方向取向的光的照射单元，用于使至少形成了编码字的编码元件成像在检测器单元上，其中检测器单元在测量方向上对于每个形成了编码字的编码元件具有至少两个检测器元件；此外还包括分析单元，在该分析单元中，由检测器元件的检测器信号求出具有当前位置信息的编码字，其中扫描单元和编码在测量方向上布置成彼此能够相对运动的，其特征在于，在分析单元中，为了形成编码字而要进行分析的检测器信号根据形成了编码字的编码元件在检测器单元上的成像来选择，所述编码元件由两个在测量方向上相互衔接的分部位组成，它们具有互补的特性；并且每个分部位都设有至少两个检测器元件；所述分析单元包括具有触发器模块的信号处理单元，检测器的各两个检测器信号被输送到上述触发器模块，所述检测器在测量方向上具有与两个在测量方向上相互衔接设置的分部位相同的间距，并且触发器模块通过由检测器信号形成差值产生数字位置信号，在分析单元中借助于校正信息和精细位置值通过选择数字位置信号形成编码字，所述数字位置信号被输送到选择单元，该选择单元给出校正的位置信号，其中由校正单元借助于校正信息和精细位置值来确定从位置信号选择出校正的位置信号，所述分析单元还包括编码字计算单元，校正的位置信号以及精细位置值为形成编码字被输送给该编码字计算单元。
附图说明
借助于附图详细描述本发明。附图中：
图1a以示意图示出位置测量装置，
图1b以示意图示出具有误调整的照射单元的位置测量装置，
图2示出按照本发明的位置测量装置的分析单元的方框图，
图3a示出在按照本发明的位置测量装置中在平行取向的光线的情况下选择检测器信号，
图3b示出在按照本发明的位置测量装置中在会聚取向的光线的情况下选择检测器信号，
图3c示出在按照本发明的位置测量装置中在发散取向的光线的情况下选择检测器信号，
图4示出精细位置值的矢量图。
具体实施方式
借助于图1a和1b首先要进一步表明，用于读出编码的光线取向如何影响位置值确定的可信性。图1a简示出光学位置测量装置，其中通过包括照射单元30、检测器单元40和分析单元50的扫描单元20来扫描编码10。该编码10安置在尺寸量具上。根据位置测量装置是否用于测量直线或旋转的位置，尺寸量具例如可以是刻度尺或编码盘。
该编码10由在测量方向X上前后设置的相同长度的编码元件C组成，其中通过编码元件C的光学特性来编码位置信息。这种编码10也称为“伪随机编码”或简称为“PRC”。例如可以由此实现编码，即编码元件C相互间互补地构成。在此互补意味着，它们具有相反的光学特性，即在所示的透光扫描情况下例如是透明的和不透明的，或者对于反射光扫描是反射的或不反射的。
特别有利的是，编码10如图所示具有所谓的曼彻斯特编码。在这里编码元件C由两个在测量方向上前后设置的具有互补构成的光学特性的分部位CA、CB组成。这种编码元件C的数字值通过分部位CA、CB的布置确定。相互间互补构成的分部位CA、CB的第一序列配属第一数字值，而相互间互补构成的分部位CA、CB的第二序列配属第二数字值。例如序列不透明→透明配属数值“0”，而序列透明→不透明配属数值“1”。
所述照射单元30由光源31和准直透镜32组成。它发射朝编码10的方向取向的光。如图1a所示，光线有利地具有平行光程。对应于光线取向使编码10成像在检测器单元40上。
检测器单元40是具有在测量方向X上顺序设置的检测器元件D的行传感器。为了可以更清楚地表示编码10成像在检测器单元40上，使检测器单元40在图面中旋转地示出，其中检测器单元的编码实际上面对照射单元30。阴影地表示遮挡的部位。在所示的相对位置中箭头A1示例地表示检测器元件D，它特别好地适用于读出在检测器单元40左边部位中的编码信息。同样，箭头A2和A3分别表示在检测器单元40中间或右边部位中的检测器元件。
检测器信号S输送到分析单元50，分析单元50求出编码字CW，编码字给出在编码10与扫描单元20之间的当前相对位置。
检测器元件D的宽度相当于编码元件C的宽度的四分之一。因为为了确定编码元件C的值必需读出两个分部位CA、CB，于是在扫描单元20相对于编码10在测量方向X上运动时，前后四个检测器对处在用于读出位置信息的最佳位置。如果继续运动，则循环地通过衔接的编码元件C重复该过程。为了确定，为了读出编码元件C的值要分别使用哪个检测器对，DE 10244235A1已经建议，平行于编码10设置增量轨200。该增量轨200还用于产生精细位置值FP，它与编码字CW相结合提高位置测量仪的分辨率。在此特别有利的是，这样构成增量轨200，使其周期分度具有相当于编码10的编码元件C长度的周期长度B。在这种情况下可以通过简单的4倍内插法产生精细位置值FP，通过它可以选择在当前相对位置上最佳定位的检测器对。这个精细位置值FP可以进行2位编码。但是为了显著地提高位置测量仪的分辨率，在实践中使用更高的内插系数，例如精细位置值FP具有8位的分辨率。在这种情况下为了选择在当前相对位置上最佳定位的检测器对，可以引用精细位置值FP的两个高值位。
在现有技术中增量轨200的建立和分析广泛应用并且不局限于这个申请。因此对于产生精细位置值FP，仅仅简化地示出精细位置分析单元210。这个单元不仅包括用于扫描增量轨必需的检测器，而且包括信号处理和内插。在本实施例中优选使用光学扫描原理，并且增量轨200平行于编码10设置在同一尺寸量具上。
由照射单元30给出的光线取向此外由其几何结构、尤其是光源31与准直透镜32的距离确定。图1b示出图1a的具有照射单元30的位置测量装置，它由于误调整-在光源31与准直透镜32之间更大的距离-发射出在很大程度上会聚取向的光线。其结果是通过箭头A1确定的检测器元件D已经部分地照射，而在图1a中还完全地遮挡。而通过箭头A3表示的在检测器单元40右边部位中的检测器元件D还被部分地遮挡。通过箭头A2表示的检测器元件D在中间部位中还被遮挡，因为光线的会聚取向在这里只弱化地起作用。因此由于照射单元30的误调整，改变了检测器信号S在检测器单元40的外部部位中的信号幅值，它可能引起编码10的误读。
与此类似地照射单元30发射在很大程度上发散的光线，其中在照射单元中光源31更靠近准直透镜32设置。
编码10在检测器单元40上的成像当然也可以受到其它原因的影响，例如由于扫描单元20相对于编码10的不准确对准。在这里也可以使用本发明。
图2示出按照本发明的位置测量装置的分析单元50的方框图。检测器单元40的检测器信号S在输入端输送到分析单元50。其给出编码字CW，编码字给出在编码10与扫描单元20之间在测量方向X上的相对位置。
所述分析单元50包括信号处理单元60、可以由校正单元80控制的选择单元70和编码字计算单元90。此外将精细位置值FP输送到分析单元50。因此分析单元50具有关于在由编码10确定的绝对位置内的相对位置信息。
所述信号处理单元60用于由检测器信号S产生数字位置信号，优选产生具有确定电平的电压信号，其中检测器信号对于光学扫描大多涉及具有低信号幅值的电流信号。如果扫描的编码10例如是简单的PRC，则这一点可以通过电流比较器实现，它们这样设计尺寸，使得在触发器阈值以下给出逻辑的低信号，并且在触发器阈值以上给出逻辑的高信号。
作为编码10优选使用PRC，它具有曼彻斯特编码。如同已经在DE10244235A1中所述的那样，在这里为了处理检测器信号S可以使用触发器模块，它们根据输入上的检测器信号对的信号差值在输出上给出高信号或低信号。通过分析信号差值实现大的信噪比。此外建议，使信号差值的信号电平在误差检验装置中按照数值与确定的触发器阈值进行比较，并且在其超过时给出错误信号。因此在信号处理单元60的输出上提供位置信号P供使用，它们可以代表三个确定的状态：高信号、低信号和错误信号。
在信号处理单元60输出上的位置信号P被输送到选择单元70。在校正单元80控制下，选择单元70将由位置信号P选择出的校正的位置信号PK为了继续进行分析接通到编码字计算单元90。
借助于精细位置值FP和校正信息来实现上述从位置信号P选择出校正的位置信号PK。在此，精细位置值FP包括这样的信息，即哪些校正的位置信号PK在最佳地建立位置测量装置的情况下被编码字计算单元90继续接通或者被作为编码字CW输出。此外，精细位置值FP形成了用于从位置信号P选择出校正的位置信号PK的初始信息。为此，校正单元80借助于校正信息和精细位置值FP求出位置信号P和校正的位置信号FP之间的正确的配属，并继续接通控制单元70。
校正信息可以包括不同的需要进行校正的误差原因。其取决于检测器D在检测器单元40中的长度，由其检测器信号S得到位置信号P。
在最简单的情况下，校正信息包括静态的配属信息，配属信息在组装位置测量装置以后的校正过程期间得到。它包括这样的信息，例如编码10在检测器单元40上的成像根据检测器D在检测器单元40中的位置移动多大。为了存储静态配属信息，在分析单元50里面具有例如存储单元100，它可以由校正单元80读出。在此对于检测器单元40的每个检测器D都存在静态的配属信息，但是也可以分别使多个相邻的检测器D组成组，对它赋予公共的静态配属信息。有利地分别对于用于读出编码字CW位的检测器D组设有公共的静态配属信息。
由于位置测量装置的机械结构、尤其是由于扫描单元20相对于编码10的导向的机械误差，用于从位置信号P中选择校正的位置信号PK的校正信息包括与位置有关的配属信息。因此这个配属信息也根据绝对位置考虑编码10在检测器单元40上的成像变化。在这种情况下，在存储单元100中根据绝对位置可以存储至少两个配属信息，它们仍然可以表示每个检测器D或每个检测器D组，并且根据编码10与扫描单元20的当前绝对位置，选择出校正的位置信号PK。为此给校正单元80输送编码字CW。该校正单元80现在可以根据编码字CW从存储器100中读出对于每个检测器或检测器组的当前位置有效的配属信息，并且相应地接通选择单元70。
在实践中已经证实，位置信号P与校正的位置信号PK的配属具有温度关系。因此校正信息也可以包括与温度有关的配属信息。因此在特别有利的扩展结构中设有至少一个温度传感器110，它测量在位置测量仪中至少一个对于选择校正的位置信号PK重要的位置上的温度，并且将温度值传递到校正单元80。现在校正单元80例如可以由在存储单元100中寄存的且对于基准温度有效的静态配属信息根据温度传感器110的温度来校正位置信号P与校正的位置信号PK的配属，并且相应地接通选择单元70。
编码字计算单元90由校正的位置信号PK求出编码字CW。通过选择这样的校正的位置信号PK求出编码字CW，即该位置信号在编码10与扫描单元20之间的当前相对位置上最佳地读出编码元件C。为此给编码字计算单元90输送精细位置值FP。如上所述，通过精细位置值FP的两个高值位实现选择。
在所述的实施例中，由位置信号P两级地求出编码字CW，其措施是首先在选择单元70中由位置信号P选择出校正的位置信号PK，并且由它们在编码字计算单元90中求出编码字CW。在另一实施例中，选择单元70和编码字计算单元90包括在控制单元120里面。现在这样计算编码字CW，即在校正单元80中首先借助于精细位置值FP对于编码字CW的每个位没有校正地求出相应的位置信号P，然后通过精细位置值FP和校正信息确定，所获得的位置信号P是否适合于形成编码字位，或者是否必须选择相邻的位置信号P。
现在借助于图3a至3c要进一步表明在按照本发明的位置测量装置中对于平行、会聚和发散取向的光线的情况下如何选择检测器信号。图3a至3c局部地示出成像在检测器单元40上的编码10、信号处理单元60和选择单元70。为了清晰省去照射单元30的图形。取而代之通过箭头表示光线取向。
由编码10分别示出左编码元件CL、右编码元件CR和中间编码元件CM。编码10可以是曼彻斯特编码PRC，因此左编码元件CL由两个分部位CLA和CLB组成，它们在左检测器元件DL1至DL6上成像，右编码元件CR由两个分部位CRA和CRB组成，它们成像在右检测器元件DR1至DR6，上而中间编码元件CM由两个分部位CMA和CMB组成，它们在中间检测器元件DM1至DM6上成像。每个分部位CLA、CLB、CRA、CRB、CMA、CMB都设有两个检测器元件D，因此在测量方向X上相互衔接的偶数编号的检测器元件DL2、DL4、DL6、DR2、DR4、DR6、DM2、DM4、DM6以及在测量方向X上相互衔接的奇数编号的检测器元件DL1、DL3、DL5、DR1、DR3、DR5、DM1、DM3、DM5相互间具有与编码元件的两个在测量方向上相互衔接设置的分部位CLA、CLB、CRA、CRB、CMA、CMB相同的间距。通过这种方式，在编码10与扫描单元20的每个相对位置中，对于每个分部位CLA，CLB；CRA，CRB；CMA，CMB明确配属至少一个检测器元件。这意味着，在每个相对位置上可以求出明确唯一的编码字CW。
检测器信号S在信号处理单元60中分别成对地-或者是两个在测量方向上相互衔接设置的奇数编号的检测器的检测器信号或者是两个在测量方向上相互衔接设置的偶数编号的检测器的检测器信号-输送到触发器模块，它们通过形成差值并且按照数值与理论差值进行比较在其输出上给出数字位置信号P，它们可以是三个值：对应于逻辑“1”的高信号，对应于逻辑“0”的低信号或如果检测器信号的差值按照数值超过理论差值，则是错误信号。通过所选择的结构保证，在每个相对位置上每个编码元件C由至少一个检测器对最佳地读出。
位置信号P输送到选择单元70，它包括控制元件SW、通过它由位置信号P可以选择出校正的位置信号PK。
在图3a、3b、3c中仅仅借助于左校正位置信号PKL、右校正位置信号PKR和中间校正位置信号PKM描述了选择单元70的功能，其中借助左控制元件SWL、中间控制元件SWM和右控制元件SWR实现选择。分别标明了用于相邻校正位置信号PK的其它控制元件SW，但是不再描述。但是对于专业人员是显然的，这个描述可以应用于所有其它的校正位置信号PK。
在图3a中，从照射单元30为了编码10在检测器单元40上的成像发出的光线在很大程度上平行取向。在所述的位置测量装置中，这一点对应于光线的理论取向，它使编码10在检测器单元40上最佳的成像。在所示的编码10与检测器单元40之间的相对位置中，在检测器单元40的左侧上定位检测器元件DL2和DL4，用于最佳地读出编码元件CL的位置信息。相应地校正单元80(未示出)接通附属于左校正位置信号PKL的左控制元件SWL，由此使由触发器模块TL2发出的位置信号与左校正位置信号PKL的输出连接。相应地右控制元件SWR接通触发器模块TR2的输出，用于输出右校正位置信号PKR，而中间控制元件SWM接通触发器模块TM2的输出，用于输出中间校正位置信号PKM。
而在图3b中，照射单元30的光线具有很大程度上会聚的光程。由此使编码10在检测器单元40上的成像变化，由此对于相同的相对位置，现在在检测器单元40的左侧上，检测器元件DL3和DL5特别好地适用于读出编码元件CL的位置信息，而在右侧上，检测器元件DR1和DR3适用于读出编码元件CR的位置信息，而在中间，因为光线的取向在这里在很大程度上不变化，检测器元件DM2和DM4还用于读出编码元件CM的位置信息。为了保证可靠的读出，校正单元80(未示出)这样接通左控制元件SWL，使触发器模块TL3的输出现在接通到左校正位置信号PKL，并且这样接通右控制元件SWR，使触发器模块TR1的输出接通到右校正位置信号PKR。控制元件SWM的位置保持不变。
在图3c中，照射单元30的光线在很大程度上发散地取向。这意味着，对于相同的检测器单元40和编码10的相对位置，现在在检测器单元40的左侧上，检测器元件DL1和DL3最佳地照射或者完全遮挡，而检测器元件DL2和DL4只还部分地遮挡或部分地照射。相应地在检测器单元40的右侧上，现在选择检测器元件DR3和DR5用于确定位置信息。为此必要时需要使检测器单元40以其他检测器元件D补充。在这种情况下控制元件SWM的位置也保持不变。
在所述的实施例中，选择单元70设置在信号处理单元60与编码字计算单元90之间。因此由在信号处理单元40中由检测器信号对S所产生的数字位置信号P来选择为了求出编码字CW而使用的检测器信号S。但是选择单元70也可以定位在检测器信号S到编码字CW处理过程中的另一位置上，尤其是在检测器单元40与信号处理单元60之间。在这种情况下可以直接选择用于求出编码字CW的检测器信号S。
图4再一次表明，如何由位置信号P选择校正位置信号PK或编码字CW的单个位。为此以矢量图示出在这个示例中具有8位宽度的精细位置值FP。在扫描单元20与编码10在测量方向X上相对运动时，精细位置值FP的矢量先后穿过矢量图的四个象限，对应于四个检测器对，它们先后定位用于最佳地读出编码元件C。矢量位于四个象限中的哪个象限，通过精细位置值FP的两个高值位确定。
校正单元80由在存储单元100中寄存的静态或与位置有关的配属信息以及必要时由温度传感器110推导出来的与温度有关的配属信息求出校正信息KORR1或KORR2，它例如同样由8位字组成。为了确定在当前位置上是否已校正的位置信号PK到位置信号P的配属适用于求出编码字CW的单个位，如图3a所示，或者是否对应于图3b和3c需要校正，于是校正单元80使校正信息KORR1、KORR2精细位置值FP相加并由此得到校正的精细位置值FPK1或FPK2。如果在此如同在使第一校正信息KORR1与精细位置值FP相加时一样，保持两个高值位相同，则无需校正，因为精细位置值FP和派生的第一校正精细位置值FPK1的矢量位于相同的象限。反而如果如同在使第二校正信息KORR2与精细位置值FP相加时一样，至少改变两个高值位中的一个高值位，则必需校正，因为精细位置值FP和派生的第二校正精细位置值FPK2的矢量位于不同的象限。
以何种形式输出编码字CW，对于本发明不是重要的。因此输出不仅可以并行而且可以串行地实现。同样为了例如在机床控制器上输出结果，在扫描单元20还可以包括其它模块。
有利地使扫描单元20、尤其是检测器单元40和分析单元50完全或部分地以高集成度的、特殊应用的模块(ASIC)实现。
绝对位置测量装置可以用于测量直线或旋转运动，其中编码10安置在相互运动的物体上，而扫描单元20安置在另一要被测量的物体上。在此编码10可以直接安置在要被测量的物体上或者尺寸量具上，它再与要被测量的物体耦联。
在此要被测量的物体可以是机床或坐标测量仪的工作台或溜板或者也可以是电机的转子和定子。
Claims (12)
1.位置测量装置，具有
-编码(10)，它由在测量方向(X)上前后设置的编码元件(C，CL，CR，CM)序列组成，其中至少两个相互衔接的编码元件(C，CL，CR，CM)分别形成具有位置信息的编码字(CW)，
-扫描单元(20)，它包括用于发出朝编码(10)方向取向的光的照射单元(30)，用于使至少形成了编码字(CW)的编码元件(C，CL，CR，CM)成像在检测器单元(40)上，其中检测器单元(40)在测量方向(X)上对于每个形成了编码字(CW)的编码元件(C，CL，CR，CM)具有至少两个检测器元件(D；DL1-DL6；DR1-DR6；DM1-DM6)；此外还包括分析单元(50)，在该分析单元(50)中，由检测器元件(D；DL1-DL6；DR1-DR6；DM1-DM6)的检测器信号(S)能够求出具有当前位置信息的编码字(CW)，其中扫描单元(20)和编码(10)在测量方向(X)上布置成彼此能够相对运动的，
其特征在于，在分析单元(50)中，为了形成编码字(CW)而要进行分析的检测器信号(S)能够根据形成了编码字(CW)的编码元件(C，CL，CR，CM)在检测器单元(40)上的成像来选择，所述编码元件(C，CL，CR，CM)由两个在测量方向(X)上相互衔接的分部位(CA，CB；CLA，CLB，CRA，CRB；CMA，CMB)组成，它们具有互补的特性；并且每个分部位(CA，CB；CLA，CLB，CRA，CRB；CMA，CMB)都设有至少两个检测器元件(D；DL1-DL6；DR1-DR6；DM1-DM6)，所述分析单元(50)包括信号处理单元(60)，检测器信号(S)被输送到该信号处理单元，并且在该信号处理单元(60)中能够由检测器信号(S)产生数字位置信号(P)，所述信号处理单元(60)包括触发器模块(TL1-TL4；TR1-TR4；TM1-TM4)，检测器元件(D；DL1-DL6；DR1-DR6；DM1-DM6)的各两个检测器信号(S)被输送到上述触发器模块，所述检测器元件在测量方向(X)上具有与两个在测量方向(X)上相互衔接设置的分部位(CA，CB；CLA，CLB，CRA，CRB；CMA，CMB)相同的间距，并且触发器模块(TL1-TL4；TR1-TR4；TM1-TM4)通过由检测器信号(S)形成差值产生数字位置信号(P)，所述分析单元(50)包括借助于校正信息(KORR1，KORR2)和精细位置值(FP)通过选择位置信号(P)用于形成编码字(CW)的机构，所述数字位置信号(P)被输送到选择单元(70)，该选择单元(70)给出校正的位置信号(PK)，其中由校正单元(80)借助于校正信息(KORR1，KORR2)和精细位置值(FP)来确定从位置信号(P)选择出校正的位置信号(PK)，所述分析单元(50)还包括编码字计算单元(90)，校正的位置信号(PK)以及精细位置值(FP)为形成编码字(CW)被输送给该编码字计算单元(90)。
2.如权利要求1所述的位置测量装置，其特征在于，所述校正信息(KORR1，KORR2)包括静态的配属信息。
3.如权利要求1所述的位置测量装置，其特征在于，所述校正信息(KORR1，KORR2)包括与位置有关的配属信息。
4.如权利要求2或3所述的位置测量装置，其特征在于，所述分析单元(50)还包括存储单元(100)，在其中能够存储配属信息。
5.如权利要求1所述的位置测量装置，其特征在于，所述分析单元(50)还包括至少一个温度传感器(110)；并且校正信息(KORR1，KORR2)还包括与温度有关的配属信息。
6.如权利要求1所述的位置测量装置，其特征在于，由校正的位置信号(PK)借助于精细位置值(FP)的高值位求出编码字(CW)。
7.如权利要求1所述的位置测量装置，其特征在于，通过分析平行于编码(10)延伸的增量轨(200)求出精细位置值(FP)。
8.一种用于通过位置测量装置进行绝对位置测量的方法，所述位置测量装置具有
-编码(10)，它由在测量方向(X)上前后设置的编码元件(C，CL，CR，CM)序列组成，其中至少两个相互衔接的编码元件(C，CL，CR，CM)分别形成具有位置信息的编码字(CW)，
-扫描单元(20)，它包括用于发出朝编码(10)方向取向的光的照射单元(30)，用于使至少形成了编码字(CW)的编码元件(C，CL，CR，CM)成像在检测器单元(40)上，其中检测器单元(40)在测量方向(X)上对于每个形成了编码字(CW)的编码元件(C，CL，CR，CM)具有至少两个检测器元件(D；DL1-DL6；DR1-DR6；DM1-DM6)；此外还包括分析单元(50)，在该分析单元(50)中，由检测器元件(D；DL1-DL6；DR1-DR6；DM1-DM6)的检测器信号(S)求出具有当前位置信息的编码字(CW)，其中扫描单元(20)和编码(10)在测量方向(X)上布置成彼此能够相对运动的，
其特征在于，在分析单元(50)中，为了形成编码字(CW)而要进行分析的检测器信号(S)根据形成了编码字(CW)的编码元件(C，CL，CR，CM)在检测器单元(40)上的成像来选择，所述编码元件(C，CL，CR，CM)由两个在测量方向(X)上相互衔接的分部位(CA，CB；CLA，CLB，CRA，CRB；CMA，CMB)组成，它们具有互补的特性；并且每个分部位(CA，CB；CLA，CLB，CRA，CRB；CMA，CMB)都设有至少两个检测器元件(D；DL1-DL6；DR1-DR6；DM1-DM6)；所述分析单元(50)包括具有触发器模块(TL1-TL4；TR1-TR4；TM1-TM4)的信号处理单元(60)，检测器元件(D；DL1-DL6；DR1-DR6；DM1-DM6)的各两个检测器信号(S)被输送到上述触发器模块，所述检测器元件在测量方向(X)上具有与两个在测量方向(X)上相互衔接设置的分部位(CA，CB；CLA，CLB，CRA，CRB；CMA，CMB)相同的间距，并且触发器模块(TL1-TL4；TR1-TR4；TM1-TM4)通过由检测器信号(S)形成差值产生数字位置信号(P)，在分析单元(50)中借助于校正信息(KORR1，KORR2)和精细位置值(FP)通过选择数字位置信号(P)形成编码字(CW)，所述数字位置信号(P)被输送到选择单元(70)，该选择单元(70)给出校正的位置信号(PK)，其中由校正单元(80)借助于校正信息(KORR1，KORR2)和精细位置值(FP)来确定从位置信号(P)选择出校正的位置信号(PK)，所述分析单元(50)还包括编码字计算单元(90)，校正的位置信号(PK)以及精细位置值(FP)为形成编码字(CW)被输送给该编码字计算单元(90)。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述校正信息(KORR1，KORR2)包括静态的配属信息。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述校正信息(KORR1，KORR2)包括与位置有关的配属信息。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述分析单元(50)还包括至少一个温度传感器(110)；并且校正信息(KORR1，KORR2)还包括与温度有关的配属信息。
12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，由校正的位置信号(PK)借助于精细位置值(FP)的高值位求出编码字(CW)。
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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 |