CN102818511A - 线性位置测量系统和确定车厢沿着导轨的绝对位置的方法 - Google Patents

线性位置测量系统和确定车厢沿着导轨的绝对位置的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102818511A
CN102818511A CN2012101956189A CN201210195618A CN102818511A CN 102818511 A CN102818511 A CN 102818511A CN 2012101956189 A CN2012101956189 A CN 2012101956189A CN 201210195618 A CN201210195618 A CN 201210195618A CN 102818511 A CN102818511 A CN 102818511A
Authority
CN
China
Prior art keywords
measured value
wave
progression
threshold
value
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.)
Granted
Application number
CN2012101956189A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102818511B (zh
Inventor
斯蒂芬·弗雷
克劳斯-迪特尔·戈茨
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.)
Schneeberger Holding AG
Original Assignee
Schneeberger Holding AG
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 Schneeberger Holding AG filed Critical Schneeberger Holding AG
Publication of CN102818511A publication Critical patent/CN102818511A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102818511B publication Critical patent/CN102818511B/zh
Active 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
    • G01D5/26—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
    • G01D5/34746—Linear encoders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/005—Guide rails or tracks for a linear bearing, i.e. adapted for movement of a carriage or bearing body there along
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C41/00—Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
    • F16C41/007—Encoders, e.g. parts with a plurality of alternating magnetic poles
    • 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
    • G01D5/24457—Failure detection
    • G01D5/24466—Comparison of the error value to a threshold
    • 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
    • G01D5/2454—Encoders incorporating incremental and absolute signals
    • G01D5/2455—Encoders incorporating incremental and absolute signals with incremental and absolute tracks on the same encoder
    • G01D5/2457—Incremental encoders having reference marks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

本发明涉及一种线性位置测量系统和用于确定车厢沿着导轨(12)的绝对位置的方法。在此响应于第一阈值(SW1)和第二阈值(SW2)而对基于至少一个参考点的模拟信号级数(S)离散地进行扫描。所得的数字值被存储到第一测量值寄存器(MR1)和第二测量值寄存器(MR2)中。将第一和第二测量值寄存器(MR1、MR2)的内容与第一和第二设置测量值寄存器中的各自内容进行比较。如果差值在预定的容差范围之内，则参考点被输出为理想的参考点，否则丢弃。

Description

线性位置测量系统和确定车厢沿着导轨的绝对位置的方法
技术领域
本发明涉及一种线性位置测量系统，以及涉及一种确定车厢沿导轨的绝对位置的方法。
背景技术
例如，确定车厢位置的系统与引导系统-即线性引导-联合使用，包括：第一主体和在所述第一主体上引导且能够相对于第一主体移动的第二主体，并且在此使确定第二主体相对于第一主体的位置的工作变得可能。为此，例如，用于确定位置的各个设备的标尺能够相对于第一主体进行合适地固定，例如，各自的扫描仪能够相对于第二主体合适地进行固定。
例如，现有技术中已知用于确定绝对位置的线性位置测量系统，该系统包括：标有测量点的标尺和扫描仪，该扫描仪能够相对标尺移动，来扫描各个测量点。例如，这些测量点构成一个或多个可获得的标记来分辨位置。例如，标记能够通过光学或磁性的方式获得。
在光学扫描的情况下，扫描仪包括一个传感器，该传感器用于获得测量点的图像，并且提供信号，使其能够确定扫描仪相对于标尺的位置。在磁性扫描的情况下，扫描仪包括一个磁场传感器，其用于获得单体永磁体的磁场级数，以这种方式来排列标尺的测量点。
依靠各自的标尺(光学/磁性)，能够使用这些类型的系统，例如测量扫描仪相对于原始位置的位置相对变化，或记录扫描仪的绝对位置。
为了达到这些类型的系统能够测量扫描仪相对于标尺的位置相对变化的意图，例如，各个标尺能够被设计为增量标尺，因此获得一系列相同的周期性排列的标记，该标记沿着指定的线或标尺以相等的距离间隔开。例如为了能够光学扫描这样的增量标尺，扫描仪能够将各个标记的光学图像投射到光电探测器形式的传感器上。为了测量扫描仪相对于标尺的位置变化，扫描仪沿着标记的轨道移动。这里扫描仪的移动引起一个信号周期性地变化，例如，提供关于在一个预定的时间里扫描仪通过了多少标记的信息。
此外，记录扫描仪沿标记轨道的不同位置的信号能够进行内插值，从而能够以不准确度小于相邻标记之间距离的程度确定扫描仪相对于标记的位置。
综上所述，扫描仪的相对位置上的各个变化能够通过扫描增量标尺的测量点进行确定。为此目的，使用具有相当简单的设计的所谓的增量位置编码器。它们提供相对高的分辨率。
除了获得导轨和轨道车厢或扫描仪之间的相对移动之外，系统还能够被设计用于确定扫描仪相对于参考标尺的绝对位置。扫描仪的各个绝对位置在此能够在沿着导轨的任何位置通过测量扫描仪相对于特别参考点的相对位置的变化来进行确定。在此必须以特别可靠的方式对参考点进行扫描，这是因为任何误解都将会导致完全错误的车厢相对于导轨的位置信息。
为此，参考标尺能够沿预定路线展现一个或多个参考点，每个参考点指定确实的绝对位置。为了确定位置，前述的扫描仪能够沿着预定路线移动，从而通过扫描仪光学地或磁性地扫描各个参考点。
综上所述，这些所谓的绝对编码器总是完全地发送位置相关的信息，这使得它们很适合确定和控制位置。传统的方法包括读出一段二进制信息，其中每个二进制数字都需要相应的光学或磁性扫描。所有的扫描必须相对于彼此而进行校正，从而在任何情况下不会出现读数错误。随着对扫描准确率的要求变得更迫切，为了这个目的，计算时间和电力消耗增加了。
在过去，参考点只是使用一个简单的阈值电路进行评估。超过阈值导致功能被数字化。其优点是能够执行合理的检查。参考信号在此由半桥产生。在实际执行的情况下，这种半桥能够以永磁体的北/南极的形式实现。在扫描仪沿着永磁体相对移动期间，对永磁体的磁场进行扫描可得到一个交替的信号。例如，能够将阈值设置为期望的交替信号的灵敏性和振幅，或者峰值(峰-峰)之间的距离的函数。峰值之间的距离在此能够受到磁化作用的宽度影响。峰值的位置在此独立于测量信号强度。
通过扫描参考点来确定位置的这种方法中的一个问题是参考脉冲的宽度能够根据信号的振幅而变化。在极高的信号振幅的情况下，这就会导致一个参考脉冲，该脉冲对于可靠的评估来说太宽了。通过对比，如果信号振幅太低，则参考脉冲方向可能被错误地完全忽略。
另一个问题存在于过冲事件之中。实际中，在输入变量，例如永磁体的磁场突然变化之后，输出变量将不会达到期望值，反而将会过冲设定值，并且只调整或适应其后的期望值。在参考点通过扫描磁场级数来获得的情况下，当参考传感器在高度饱和区时，主要会出现这种现象。结果，能够获得磁场线，该磁场线形成在相反方向的参考脉冲的近场中。这会使参考点扫描的结果失真。
与通过扫描磁场级数来获得参考点有关的另一个问题是具有残留磁化作用的机械工具在之后能够对参考轨道施加磁极。由于这些施加的干扰导致了磁极，该磁极具有比参考轨道的永磁体的宽度更长的宽度，这就导致低的振幅。此外，峰值之间的距离减小了。结果，参考点扫描的测量结果作为一个整体大大地失真了。
发明内容
本发明的目的就是提供一种线性位置测量系统，用于确定车厢沿着导轨的绝对位置，其中这些现有技术的问题能够被解决。
发明目的通过下述特征来实现。
确定车厢沿着导轨的绝对位置的线性位置测量系统包括：沿着导轨设置的参考标尺和固定到轨道车厢上的扫描仪，所述扫描仪被设计用于沿着参考标尺扫描参考点，其中所述参考点能够被扫描为必要的模拟信号级数，该模拟信号级数由连续的第一和第二信号半波级数构成，该线性位置测量系统还包括至少一个阈值存储装置，用于存储第一和第二阈值，该阈值能够相对于彼此而变化地校正。该线性位置测量系统还包括第一比较器，用于将第一信号半波级数与在第一信号半波技术的分段间隔中的第一阈值进行比较，并且：将那些比第一阈值小的第一信号半波级数的扫描值输出到第一测量值寄存器中，用于将那些值存储为第一离散SW1半波字节值，并且将那些比第一阈值大的第一信号半波级数的扫描值输出到第一测量值寄存器中，用于将那些值存储为第二离散SW1半波字节值。该线性位置测量系统还包括第二比较器，用于将第二信号半波级数的扫描值与第二信号半波技术的分段间隔中的第二阈值进行比较，并且：将那些比第二阈值小的第二信号半波级数的扫描值输出到第二测量值寄存器，用来将那些值存储为第一离散SW2半波字节值，并且将那些比第二阈值大的第二信号半波级数的扫描值输出到第二测量值寄存器中，用来将那些值存储为第二离散SW2半波字节值。该线性位置测量系统还包括第一设置测量值寄存器，用于存储第一信号半波级数的分段间隔中的值的设置测量值，和第二设置测量值寄存器，用于存储第二信号半波技术的分段间隔中的值的设置测量值，其中该测量值寄存器和设置测量值寄存器显示相同的字节长度。该线性位置测量系统还包括至少一个逻辑比较模块，用于将第一和第二测量值寄存器的内容进行比较，并根据该比较输出一个差值。该线性位置测量系统还包括一个容差范围比较器，用于将差值和预定的容差范围进行比较，并且基于这个比较，如果差值在预定的容差范围内，则获得并输出每个参考点作为理想的参考点。
一个明显的优点是，这会产生一个冗余的参考点的获得，该冗余的参考点的获得能够精确地定义参考脉冲侧。这使得能够检查获得值的可信性。另一个优点在于扫描是一个特别能量有效的过程，从而这个目的需要的电力能够由至少一个电池或蓄电池提供。作为传统的线性位置测量系统，这有益地免除了提供电线来提供电力的需要。测量值寄存器(MR1、MR2)的内容能够是函数f(x)＝参考值＞SW1和f(x)＝参考值＜SW2的映射。
参考点优选被设计为单体永磁体，其各自的磁场级数能够通过扫描仪进行扫描。与其他扫描方法相比，由于磁场扫描特别地不受干扰所影响，因此这能够进行特别精确的扫描。此外，由于永磁体与用于扫描点的其他结构相比，具有特别窄的宽度，因此能够以特别精细的分辨率进行扫描。
参考点优选被设计为光学标记，其能够通过扫描仪进行扫描。被应用到参考轨道上的标记在此能够通过光学读数头进行扫描。这种光学扫描与其他扫描方法相比实现起来比较划算。
设置测量值优选基于至少一个错误检测模拟。这阻止了对由于插入的干扰(例如磁性工具)而引起的信号模式失真的获得。这样就保证了纯粹的信号扫描。
第一阈值水平和第二阈值水平分别优选地基于至少一个错误检测模拟。线性位置测量系统能够被设置用于不仅仅存储第一和第二阈值。例如第一和第二半波级数能够相继跟随正弦波级数。第一信号半波级数的值在此能够假定为正值，第二信号半波技术的值能够假定为负值。在这个例子中，第一阈值能够被设置为正水平，第二阈值能够被设置为负水平。进行全面的特别精细的调谐校正，以实现高准确度的扫描。
线性位置测量系统优选被设计用来基于180度角倍数的参考点来指定扫描时间。此处的增量值规定了在0度、180度、360度等角度时的扫描时间。
线性位置测量系统优选地被设计用于在扫描点角度变化时对参考点内插值(interpolate)。一个优点在于即使在例如由于车厢加速而使扫描点角度变化时，可靠的位置确定依然是可能的。例如，所述角度可以以20度、200度等变化。
上述目的还可以通过确定车厢沿着导轨的绝对位置的方法来实现，该方法使用沿着导轨设置的参考标尺和固定在轨道车厢上的扫描仪。扫描仪沿着参考标尺扫描至少一个参考点，其中参考点被扫描作为必要的模拟信号级数，其包括连续的第一和第二信号半波级数。该方法包括下面的步骤：
a)存储至少一个第一阈值和一个第二阈值，其中它们的水平能够相对于彼此而变化地校正，
b)在第一信号半波级数分段间隔中：
通过第一比较器将第一信号半波级数的扫描值与第一阈值相比较，
将那些比第一阈值小的第一信号半波级数的扫描值输出到第一测量值寄存器中，并且将那些值存储为第一离散SW1半波字节值，
将那些比第一阈值大的第一信号半波技术的扫描值输出到第一测量值寄存器中，并将那些值存储为第二离散SW1半波字节值，
c)在第二信号半波级数的分段间隔中：
通过第二比较器将第二信号半波级数的扫描值与第二阈值相比较，
将那些比第二阈值小的第二信号半波级数的扫描值输出到第二测量值寄存器，并将那些值存储为第一离散SW2半波字节值，
将那些比第二阈值大的第二信号半波级数的扫描值输出到第二测量值寄存器中，并将那些值存储为第二离散SW2半波字节值，
d)将第一信号半波级数的分段间隔中的值的设置测量值和第二信号半波级数的分段间隔中的值的设置测量值存储到各自的第一和第二设置测量值寄存器中，其中测量值寄存器和设置测量值寄存器显示了相同的字节长度，
e)通过逻辑比较模块将第一和第二测量值寄存器的内容与第一和第二设置测量值寄存器的内容各自进行比较，并根据这个比较输出差值，并且
f)通过容差范围比较器将差值与预定的容差范围进行比较，并且基于这个比较，如果该差值在预定的容差范围之内，则获得并输出每个参考点作为理想的参考点。
根据本发明的方法的一个显著的优点是它产生一个冗余参考点的获得，其能够精确地定义参考脉冲侧面。这使得能够连续地检查获得值的可信性。另一个优点在于，能够以一种特别节能的方式来进行扫描。结果，获得参考点需要的电力能够从至少一个电池或蓄电池提供。这有益地免除了安装电线来提供电力的需要。
参考点优选地被设计为单体永磁体，其各自的磁场级数通过扫描仪进行扫描。与其他扫描方法相比，由于磁场扫描特别不易被干扰所影响，因此这使得能够进行特别准确的扫描。此外，由于永磁体能够具有与其他用于扫描点的结构相比特别窄的宽度，因此能够以特别精细的分辨率进行扫描。
参考点优选被设计作为光学标记，其通过扫描仪进行扫描。在此方法中，实施到参考标尺上的光学可检测标记通过光学读数头进行扫描。这种扫描与其他扫描方法相比，实施起来特别划算。
本方法优选还包括基于至少一个错误检测模拟产生设置测量值的步骤。这就阻止了之后使信号模式失真的获得。这样的失真的信号模式能够来自一个插入的磁性干扰，例如由磁性工具引起的。这就保证了纯粹的信号扫描。
本方法优选还包括基于错误检测模拟产生至少第一阈值水平和第二阈值水平的步骤。这能够最后特别精细地调谐的校正，以达到高准确性的扫描。
扫描时间优选地基于180度角倍数的参考点来指定。结果增量值规定了在0度、180度、360度等角度时的扫描时间。
参考点优选地在扫描点角度变化时被内插值。结果，即使在例如由于车厢加速而使扫描点角度变化时，也能够永久地保证可靠的确定。例如，角度可以以20度、200度等变化。
附图说明
本发明将基于后面的示意性的实施例进行更加详细地解释。所示为：
图1为线性位置测量系统的详细视图，其描述了一个导轨的放大的部分；
图2为响应于磁场级数的模拟信号级数，其通过沿着参考标尺引导的线性位置测量系统中的扫描仪进行扫描。
具体实施方式
图1表示为线性位置测量系统10的详细视图，其描述了线性位置测量系统10的导轨12的放大的侧面部分。导轨12用于引导车厢，扫描仪被固定在车厢上(未示出)。增量标尺14和参考标尺16应用在导轨12的侧面。
增量标尺14由几个相邻设置的永磁体18构成，其以N-S、N-S等方向交替排列。通过图示，示意性地描述得到合成的磁场级数。
为了能够测量扫描仪相对于增量标尺14在位置上的各个变化，具有扫描仪的车厢沿着永磁体的轨道移动。扫描仪在此的移动导致响应于单体永磁体18的磁场级数的测量信号的周期变化。通过扫描仪移动，这种测量信号的周期变化提供了关于永磁体18的数量的信息。这轮流给出了车厢关于导轨12行进的距离和时间的指示。
同样被固定到导轨12的参考标尺16包括单体参考点20，该参考点以相对于参考标尺16能够确定扫描仪的绝对位置的方式进行设置。通过测量扫描仪相对于特定(即编码)的参考点20的相对位置的变化，扫描仪的各个绝对位置在此能够在沿着导轨12的任何位置被确定出来。参考点20在此必须以一种特别可靠的方式进行扫描，这是由于任何的错误的解释都将导致完全错误的关于车厢相对于导轨12的位置信息。
图2所示为响应于参考点的磁场级数的模拟信号级数S，所述参考点通过沿着参考标尺(未示出)引导的扫描仪进行扫描。根据本发明，第一阈值SW1和第二阈值SW2被设置并存储。
在信号级数S的正半波值的时间范围(t＝0到T1)中，其被称为第一信号半波级数S1，那些比第一阈值SW1小的模拟信号级数S的扫描值被存储为第一离散SW1半波字节值。在图中显示的例子中，这个值假定为二进制值“0”。这个二进制值“0”被存储在第一测量值寄存器MR1中。
在信号级数S(第一信号半波级数S1)的正半波值的时间范围(t＝0到T1)中，那些比第一阈值SW1大的模拟信号级数S的扫描值被存储为第二离散SW1半波字节值。在图中所示的例子中，这个值假定为二进制值“1”。这个二进制值“1”也被存储在第一测量值寄存器MR1中。因此，字节序列(内容)01100xxx被存储在测量值寄存器MR1中。
此外，在模拟信号级数S的负半波值的时间范围(t＝T1到T2)中，其被称为第二信号半波级数S2，那些比第二阈值SW2大的模拟信号级数S的扫描值被存储为第一离散SW2半波字节值。在图中所示的例子中，这个值假定为二进制值“0”。这个二进制值“0”被存储在第二测量值寄存器MR2中。
在模拟信号级数S(第二信号半波级数S2)的负半波值的时间范围(t＝T1到T2)中，那些比第二阈值SW2小的模拟信号级数S的扫描值被存储为第二离散SW2半波字节值。在图中所示的例子中，这个值假定为二进制值“1”。这个二进制值“1”被存储在第二测量值寄存器MR2中。因此，字节序列(内容)xxxx0110被存储在测量值寄存器MR2中。
线性位置测量系统还引入了第一设置测量值寄存器和第二设置测量值寄存器(未示出)，其每个存储正半波值(第一信号半波级数S 1)的时间范围中的值的设置测量值，以及负半波值(第二信号半波级数S2)的时间范围中的值的设置测量值。这些设置测量值基于模拟。测量值寄存器MR1、MR2和设置测量值寄存器每个都能够显示相同的字节长度。
逻辑比较模块，例如比较器，将第一和第二测量值寄存器MR1、MR2的各自内容与第一和第二设置测量值寄存器的内容进行比较。例如，第一设置测量值寄存器存储字节序列01100xxx，并且第二设置测量值寄存器存储字节序列xxxx0110。在这个例子中，作为将第一设置测量值寄存器的存储内容与存储在第一测量值寄存器MR1的内容相比较的结果，逻辑比较模块输出一个信号来显示内容间的相互关系(可信性)。此外，作为将第二设置测量值寄存器存储的内容与存储在第二测量值寄存器MR2中的内容进行比较，逻辑比较模块输出一个信号来显示内容间的相互关系。
基于这个比较(完全的相互关系)，线性位置测量系统因此获得参考模式的参考点作为一个理想的参考点。线性位置测量系统能够被设计用于获得参考模式的参考点作为理想的参考点，即使比较产生了不完全的相互关系，但是第一和/或第二设置测量值寄存器存储的内容和存储在第一和/或第二测量值寄存器MR1、MR2的内容之间的差别在预定的容差范围之内。
然而，如果这个差别在预定的容差范围外，线性位置测量系统设计成用于丢弃所获得的信号级数。换句话说，线性位置测量系统设置成不考虑这个信号级数作为参考点。结果，阻止线性位置测量系统错误地获得例如由于过冲或剩余的磁性而产生的信号级数作为参考点。这明显增加了参考点获得的整体可靠性。通过与现有技术比较，减少的扫描率还明显减少了扫描仪的电力消耗。这有益地使扫描仪从所附的电池或蓄电池获得电力。

Claims (14)

1.一种线性位置测量系统(10)，用于确定车厢沿着导轨(12)的绝对位置，该系统具有沿着导轨(12)设置的参考标尺(16)和固定在轨道车厢上的扫描仪，其中所述扫描仪被设计用于沿着所述参考标尺(16)扫描参考点(20)，其中所述参考点(20)能够被扫描为必要的模拟信号级数(S)，该模拟信号级数(S)包括连续的第一和第二信号半波级数(S1、S2)，其特征在于所述线性位置测量系统(10)还包括：
a)至少一个阈值存储装置，用于存储第一和第二阈值(SW1、SW1)，它们的水平能够相对于彼此而变化地校正，
b)第一比较器，用于将第一信号半波级数(S1)的扫描值与在第一信号半波级数(S1)的分段间隔中的第一阈值(SW1)进行比较，并且：
将那些比第一阈值(SW1)小的第一信号半波级数(S1)的扫描值输出到第一测量值寄存器(MR1)中，用于将那些值存储为第一离散SW1半波字节值，及
将那些比第一阈值(SW1)大的第一信号半波级数(S1)的扫描值输出到第一测量值寄存器(MR1)中，用于将那些值存储为第二离散SW1半波字节值，
c)第二比较器，用于将第二信号半波级数(S2)的扫描值与在第二信号半波级数(S2)中的第二阈值(SW2)进行比较，并且：
将那些比第二阈值(SW2)小的第二信号半波级数(S2)的扫描值输出到第二测量值寄存器(MR2)中，用于将那些值存储为第一离散SW2半波字节值，及
将那些比第二阈值(SW2)大的第二信号半波级数(S2)的扫描值输出到第二测量值寄存器(MR2)中，用于将那些值存储为第二离散SW2半波字节值，
d)第一设置测量值寄存器(MRsoll1)，用于存储第一信号半波级数(S1)的分段间隔中的值的设置测量值，和第二设置测量值寄存器(MRsoll2)，用于存储第二信号半波级数(S2)的分段间隔中的值的设置测量值，其中所述测量值寄存器(MR1、MR2)和设置测量值寄存器(MRsoll1、MRsoll2)显示相同的字节长度，
e)至少一个逻辑比较模块，用于将第一和第二测量值寄存器(MR1、MR2)的各自内容与第一和第二设置测量值寄存器(MRsoll1、MRsoll2)的内容进行比较，并根据这个比较输出差值，以及
f)容差范围比较器，用于将所述差值与预定的容差范围进行比较，并基于这个比较，如果所述差值在预定的容差范围之内，则获得并输出每个参考点(20)作为理想的参考点。
2.根据权利要求1的线性位置测量系统(10)，其中所述参考点(20)被设计为单体永磁体，其各自的磁场级数能够通过扫描仪进行扫描。
3.根据权利要求1的线性位置测量系统(10)，其中所述参考点(20)被设计为光学标记，其能够通过扫描仪进行扫描。
4.根据前述权利要求中的一项所述的线性位置测量系统(10)，其中所述设置测量值基于至少一个错误检测模拟。
5.根据前述权利要求中的一项所述的线性位置测量系统(10)，其中所述第一阈值(SW1)的水平和第二阈值(SW2)的水平各自基于至少一个错误检测模拟。
6.根据前述权利要求中的一项所述的线性位置测量系统(10)，其被设计用于基于180度角倍数的参考点来指定扫描时间。
7.根据权利要求6的线性位置测量系统(10)，其被设计用于在扫描点角度变化时对参考点进行内插值。
8.一种用于确定车厢沿着导轨(12)的绝对位置的方法，使用沿导轨(12)设置的参考标尺(16)和在轨道车厢上固定的扫描仪，其中所述扫描仪沿着所述参考标尺(16)扫描至少一个参考点(20)，其中所述参考点(20)被扫描为必要的模拟信号级数(S)，该模拟信号级数包括连续的第一和第二信号半波级数(S1、S2)，该方法具有以下步骤：
a)存储至少一个第一阈值(SW1)和第二阈值(SW2)，其中它们的水平能够相对于彼此而变化地校正，
b)在第一信号半波级数(S1)分段间隔中：
通过第一比较器将第一信号半波级数(S1)的扫描值与第一阈值(SW1)相比较，
将那些比第一阈值(SW1)小的第一信号半波级数(S1)的扫描值输出到第一测量值寄存器(MR1)中，并且将那些值存储为第一离散SW1半波字节值，
将那些比第一阈值(SW1)大的第一信号半波级数(S1)的扫描值输出到第一测量值寄存器(MR1)中，并将那些值存储为第二离散SW1半波字节值，
c)在第二信号半波级数(S2)的分段间隔中：
通过第二比较器将第二信号半波级数(S2)的扫描值与第二阈值(SW2)相比较，
将那些比第二阈值(SW2)小的第二信号半波级数(S2)的扫描值输出到第二测量值寄存器(MR2)，并将那些值存储为第一离散SW2半波字节值，
将那些比第二阈值(SW2)大的第二信号半波级数(S2)的扫描值输出到第二测量值寄存器(MR2)中，并将那些值存储为第二离散SW2半波字节值，
d)将第一信号半波级数(S 1)的分段间隔中的值的设置测量值和第二信号半波级数(S2)的分段间隔中的值的设置测量值存储到各自的第一和第二设置测量值寄存器(MRsoll1、MRsoll2)中，其中上述测量值寄存器(MR1、MR2)和上述设置测量值寄存器(MRsoll1、MRsoll2)显示了相同的字节长度，
e)通过逻辑比较模块将第一和第二测量值寄存器(MR1、MR2)的内容与第一和第二设置测量值寄存器(MRsoll1、MRsoll2)的内容各自进行比较，并根据这个比较输出差值，并且
f)通过容差范围比较器将上述差值与预定的容差范围进行比较，并且基于这个比较，如果该差值在预定的容差范围之内，则获得并输出每个参考点作为理想的参考点。
9.根据权利要求8的方法，其中上述参考点(20)被设计为单体永磁体，其各自的磁场级数能通过扫描仪进行扫描。
10.根据权利要求8的方法，其中上述参考点(20)被设计为光学标记，其能够通过扫描仪进行扫描。
11.根据权利要求8到10中的一项的方法，其还包括下面步骤：
基于至少一个错误检测模拟来产生设置测量值。
12.根据权利要求8到11中的一项的方法，其还包括下面步骤：
基于至少一个错误检测模拟来分别产生所述第一阈值(SW1)的水平和所述第二阈值(SW2)的水平。
13.根据权利要求8到12中的一项的方法，其中所述扫描时间基于180度角倍数的参考点进行指定。
14.根据权利要求13的方法，其中所述参考点在扫描点角度变化时被内插值。
CN201210195618.9A 2011-06-10 2012-06-08 线性位置测量系统和确定车厢沿着导轨的绝对位置的方法 Active CN102818511B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11405267.3A EP2533020B1 (de) 2011-06-10 2011-06-10 Lineares Wegmesssystem und Verfahren zum Bestimmen einer absoluten Position eines Laufschlittens entlang einer Laufschiene
EP11405267.3 2011-06-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102818511A true CN102818511A (zh) 2012-12-12
CN102818511B CN102818511B (zh) 2016-09-14

Family

ID=46705734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210195618.9A Active CN102818511B (zh) 2011-06-10 2012-06-08 线性位置测量系统和确定车厢沿着导轨的绝对位置的方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8912793B2 (zh)
EP (1) EP2533020B1 (zh)
CN (1) CN102818511B (zh)
DE (1) DE202012005285U1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110542380A (zh) * 2019-08-06 2019-12-06 中铁第四勘察设计院集团有限公司 一种无砟轨道结构自动监测装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016038294A (ja) * 2014-08-07 2016-03-22 日本電産サンキョー株式会社 磁気式リニアエンコーダ
DE102022125391A1 (de) 2022-09-30 2024-04-04 Harman Becker Automotive Systems Gmbh Positionserkennungssystem

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003058172A2 (en) * 2002-01-11 2003-07-17 Rls Merilna Tehnika D.O.O. Encoder with reference marks
TW200908536A (en) * 2007-04-05 2009-02-16 Wako Giken Co Ltd Method of Setting the Origin of a Linear Motor
CN201373719Y (zh) * 2009-03-27 2009-12-30 广州市地下铁道总公司 地铁车门导轨测量尺

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7830109B2 (en) * 2007-04-05 2010-11-09 Wako Giken Co., Ltd Method of setting the origin of a linear motor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003058172A2 (en) * 2002-01-11 2003-07-17 Rls Merilna Tehnika D.O.O. Encoder with reference marks
TW200908536A (en) * 2007-04-05 2009-02-16 Wako Giken Co Ltd Method of Setting the Origin of a Linear Motor
CN201373719Y (zh) * 2009-03-27 2009-12-30 广州市地下铁道总公司 地铁车门导轨测量尺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张锦春等: "增量式光电编码器在自动测试系统中的应用", 《自动化仪表》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110542380A (zh) * 2019-08-06 2019-12-06 中铁第四勘察设计院集团有限公司 一种无砟轨道结构自动监测装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20120313624A1 (en) 2012-12-13
CN102818511B (zh) 2016-09-14
EP2533020A1 (de) 2012-12-12
DE202012005285U1 (de) 2012-07-24
US8912793B2 (en) 2014-12-16
EP2533020B1 (de) 2014-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102818512B (zh) 线性位置测量系统
CN104105951B (zh) 用于确定位置的方法和装置
CN102706373B (zh) 一种单轨绝对光栅尺及其图像编码方法
CN101464131B (zh) 位置测量装置和用于确定绝对位置的方法
CN102037332B (zh) 位置测量设备
US9041385B2 (en) Position detecting device and method for producing a marking arrangement for a position detecting device
CN105627921A (zh) 一种绝对式编码器的细分采集系统及其测量方法
CN103105180A (zh) 绝对位置测量装置和方法
JPS644129B2 (zh)
JP5079644B2 (ja) 位置測定装置
CN103759749A (zh) 一种单码道绝对式位置编码器
JP5017275B2 (ja) スケールおよび読取りヘッドのシステム
CN107121072A (zh) 二维绝对位移编码器
CN102818511A (zh) 线性位置测量系统和确定车厢沿着导轨的绝对位置的方法
CN102620657B (zh) 线位移测量方法及测量装置
CN202562500U (zh) 一种单轨绝对光栅尺
CN102165284B (zh) 产生用于位置测量装置的基准脉冲的装置和方法
US7908762B2 (en) Device for measuring the relative position of a material measure and a reading head
US6501262B1 (en) Method for applying and correcting measuring marks on a carrier
JP6234111B2 (ja) エンコーダ及びエンコーダの原点リセット方法
CN105865348A (zh) 一种位移测量校正装置和方法
CN102840818B (zh) 线性位置测量系统和确定车厢相对于导轨的位置的方法
CN102183266B (zh) 一种伪随机编码信号的物理提取方法及系统
CN102607417B (zh) 绝对位置测量装置
US11747129B2 (en) Method for operating an absolute measuring position detection system having a single-track magnetic code object

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant