CN104160248B - 磁性编码器设备 - Google Patents

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Abstract

描述了一种磁性编码器设备(2)，该磁性编码器设备(2)包括多个磁性传感器元件(例如霍尔传感器)，所述多个磁性传感器元件用于读取产生周期性重复的磁性图案的相关的磁性标尺(4；10)。所述多个磁性传感器元件产生多个传感器信号，并且设置分析仪(7)，所述分析仪用来对所述多个传感器信号进行分析，以提供所述磁性传感器元件相对于所述相关的磁性标尺(4；10)的位置的测量。所述分析仪(7)被布置成使用所述多个传感器信号来评估由所述多个磁性传感器元件感测的所述周期性重复的磁性图案的周期(60)。这样，避免了将所述传感器元件的周期与所述相关的磁性标尺(4；10)的所述周期性重复的磁性图案仔细匹配的要求。

Description

磁性编码器设备
技术领域
本发明涉及一种用于测量读取头相对于磁性标尺的位置的磁性编码器设备。具体地说，本发明涉及一种改进的磁性编码器设备，其中避免了匹配磁性标尺的间距和读取头的磁性传感器元件的间距的需要。
背景技术
磁性编码器是已知的。US4595991描述了一种编码器设备，其中扫描单元包括用于读取测量标尺的多个扫描元件。标尺的每个周期所需的扫描元件的数量取决于扫描信号的带宽特征。例如，一个优选实施方式描述了标尺的每个周期提供六个扫描元件。扫描信号经受傅立叶分析，并且计算描述周期性模拟信号的基波波形分量的一对傅立叶系数。据说这些傅立叶系数用来提供无谐波的周期性信号，根据该无谐波的周期性信号能够确定增量位置测量。US4595991中描述的类型的编码器具有的缺点在于，需要仔细地匹配磁性标尺的间距和磁性传感器元件的间距。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种磁性编码器设备，该磁性编码器设备包括：
多个磁性传感器元件，所述多个磁性传感器元件用于读取包括周期性重复的磁性图案的相关的磁性标尺，所述多个磁性传感器元件产生多个传感器信号；和
分析仪，所述分析仪用来对所述多个传感器信号进行分析，以提供所述磁性传感器元件相对于所述相关的磁性标尺的位置的测量；
其中所述分析仪被布置成使用所述多个传感器信号来评估由所述多个磁性传感器元件感测的所述周期性重复的磁性图案的周期。
因而，本发明提供了一种编码器设备，该编码器设备包括多个磁性传感器元件(例如，霍尔传感器的阵列)，所述多个磁性传感器元件均输出描述所述传感器元件处存在的磁场强度的传感器信号。所述多个磁性传感器元件因而可以用来对包括周期性重复的磁性图案(交替磁化方向的区域的阵列)的相关的磁性标尺进行读取或成像。还设置了分析仪，所述分析仪用来对所述多个传感器信号进行分析，以提供所述磁性传感器元件相对于所述相关的磁性标尺的位置的测量。不是假定相关的磁性标尺的每个周期具有一定(固定)数量的传感器元件，本发明的设备的分析仪被布置成使用所述多个传感器信号来评估由所述多个磁性传感器元件感测的所述周期性重复的磁性图案的周期。这种评估可以包括计算所述周期性重复的磁性图案的周期和/或确定所感测的周期是否不同于预期的周期(例如，由于传感器元件与标尺未对准)。有利地，由所述多个磁性传感器元件感测的所述周期性重复的磁性图案的间距与磁性传感器元件的间距不同。如下面更详细地说明的，所述分析仪可以使用基于离散傅立叶变换的方法来进行这种分析。
与US4595991中描述类型的现有技术系统不同，本发明的设备不需要每个标尺周期具有整数个磁性传感器元件。换言之，所述磁性传感器元件的间距不必与所述磁性标尺的周期性重复的磁化图案的间距匹配。应该注意的是，如果每个标尺周期设置了整数个磁性传感器元件，本发明的设备也将操作，而且这不是一个要求。如下面说明的，已经发现，本发明的设备在旋转式编码器系统中使用时是特别有利的，在旋转式编码器系统中，所述磁性标尺包括径向延伸的磁性区段，因此产生有效间距随着半径增加的磁场。因而避免了以前为了确保磁场图案的间距与多个磁性传感器元件的间距匹配而要求的紧安装公差。
有利地，所述分析仪通过确定由所述多个磁性传感器元件感测的所述周期性重复的磁性图案的周期的数量来评估所述周期性重复的磁性图案的周期。换言之，在所述多个传感器元件的空间范围上发生的磁性图案的周期的数量由所述分析仪从所述多个传感器信号中发现。优选地，周期的数量被发现为最近的整数值。例如，可以建立在传感器元件的线性阵列上发生了N个周期的磁性图案，其中N为整数。换言之，能够发现重复磁性图案的空间频率。
所述分析仪可以使用任何合适的算术技术分析所述多个传感器信号。所述分析仪可以包括用于实现所需技术的处理器。有利地，所述分析仪对所述多个传感器信号进行傅立叶分析。所述傅立叶分析优选包括使用一个或多个离散傅立叶变换。所述傅立叶分析优选评估由所述多个磁性传感器元件感测的所述周期性重复的磁性图案的周期。具体地说，对所述多个传感器信号进行傅立叶分析优选允许计算基波正弦分量的幅值和/或该正弦分量的一个或多个谐波。
因而，使用基于傅立叶的技术分析由所述多个传感器感测并借助于所述多个传感器信号输出到所述分析仪的空间变化磁场。基于傅立叶的技术可以用来在基波(正弦)分量和该基波分量的更高次谐波方面来描述由所述传感器元件感测的空间变化的磁性图案。例如，可以使用空间周期基本等于所述多个传感器元件的空间范围的基波正弦分量进行傅立叶分析。所述基波分量因而将描述周期等于所述多个传感器元件的空间范围的磁性图案。例如，如果传感器元件以线性阵列设置，则所述基波正弦分量可以具有基本上等于所述线性阵列的长度的周期。在这种示例中，一次谐波(H1)将对应于所述多个传感器元件的空间范围上的磁性图案的两个周期，二次谐波(H2)对应于三个周期，三次谐波(H3)对应于四个周期，等等。当然，可以限定具有任何期望空间频率的基波分量，并且为了方便所述空间频率仅与所述多个传感器元件的空间范围相匹配。
所述分析仪可以监测所述基波正弦分量或所述谐波中的任何一个或多个谐波的幅值。所述基波正弦分量或所述谐波中的任何一个或多个谐波的幅值的变化可以用来表明由所述多个磁性传感器元件感测的周期性重复的磁性图案的周期已经发生改变。换言之，所述分析仪可以通过测量所述基波正弦分量或所述谐波中的任一个或多个谐波的幅值来评估由所述多个磁性传感器元件感测的所述周期性重复的磁性图案的周期。
在优选实施方式中，所述分析仪对所述多个传感器信号进行傅立叶分析以计算多个所述谐波的相对幅值。不同谐波的相对幅值因而可以提供所述多个传感器元件相对于所述标尺的对准。例如，当所述传感器元件相对于所述标尺正确地对准时，可以在所述多个传感器元件的空间范围上形成八个周期的磁性图案。在这种示例中，七次谐波(H7)的幅值将基本大于其他谐波(H5、H6、H8、H9等)的幅值。如果发生任何失准，H7分量的幅值将减少，而其他分量的幅值将增加。具体地说，相邻谐波中的一个谐波的幅值(例如H6或H8)将增加。监测多个所述谐波的相对幅值(例如H6/H7和H7/H8的幅值比)因而允许对所述周期性重复的磁性图案进行评估。然后可以施加校正(例如，重新计算将在傅立叶分析中使用所述周期性重复的磁性图案的周期)或对所述传感器元件和相关的标尺重新进行机械对准。
本发明的设备可以用来读取仅对增量位置信息进行编码的磁性标尺。具体地说，所述分析仪可以用来从所述多个传感器信号提取相位信息。该相位信息可以用来计算所述多个磁性传感器元件相对于所述磁性标尺的任何增量运动。例如，所述分析仪可以产生相位正交信号(例如正弦信号和余弦信号)，该相位正交信号可以被分析(例如被插值)以提取增量位置信息。所述分析仪可以进行这种插值以提供增量位置数据或其可以仅输出一个或多个信号(例如相位正交信号)用于插值。如果所述分析仪利用傅立叶技术分析所述多个传感器信号，则可以计算至少一个傅立叶系数，所述至少一个傅立叶系数描述由所述多个磁性传感器元件感测的所述周期性重复的磁性图案的周期。由所述分析仪计算的所述至少一个傅立叶系数可以用来计算所述增量位置信息，诸如相位正交信号，该增量位置信息可以用来描述所述磁性传感器元件和所述磁性标尺的相对位置的任何变化。
本发明的设备优选用来读取还对绝对位置信息进行编码的相关的磁性标尺。例如，所述相关的磁性标尺可以包括作为所述周期性重复的磁性图案的一部分的一定的标尺标记，该标尺标记具有用来对不同数据比特进行编码的不同磁性强度。所述分析仪因而可以被布置成用来计算所述周期性重复的磁性图案的相位并针对所述图案的每个周期确定在预定相位角处由所述多个磁性传感器元件感测的磁性图案的强度。因而，可以建立沿着所述磁性标尺的一些点的磁场的强度，由此可以提取相关数据比特。在一个优选实施方式中，可以在与所述磁性图案的幅值最大值对应的相位角处发现所述多个信号的磁场强度。换言之，所述分析仪可以建立所述磁场图案的周期和间距并由此确定与每个第一磁化区域的中心相关的磁场的峰值(最大值)的位置。因而可以对每个最大值处的磁场强度进行分析(例如与阈值进行比较)以确定在所述磁性标尺中编码的图案，并由此提出所编码的数据比特。
所述多个磁性传感器元件方便地被布置成用来读取相关的磁性标尺，所述相关的磁性标尺包括一系列交替的第一磁化区域和第二磁化区域。通过提供产生不同磁场强度的至少第一类型(例如第一宽度)和第二类型(例如第二宽度)的第一磁化区域来在所述磁性标尺中对绝对数据进行编码。下面阐述合适的磁性标尺的其他细节。有利地，由所述分析仪利用的所述预定相位角使得能够对每个第一磁化区域的所述磁场强度进行评估。这优选使得所述分析仪能够确定是否存在第一类型或第二类型的第一磁化区域。因而能够通过所述分析仪提取被编码比特的值。
有利地，所述多个磁性编码器元件被布置成用来同时读取相关的标尺的多个第一磁化区域。所述分析仪还可以被布置成用来确定形成编码字的多个数据比特(即根据已经被读取的第一磁化区域)。所述编码字可以对关于所述多个磁性传感器元件相对于所述相关的标尺的绝对位置的信息进行编码。
所述磁性编码器设备可以还包括磁性标尺。如上所述，该磁性标尺优选包括一系列交替的第一磁化区域和第二磁化区域。换言之，所述第一磁化区域和所述第二磁化区域优选彼此交替。所述第一磁化区域和所述第二磁化区域可以在不同的方向上被磁化。有利地，所述第一磁化区域具有与所述第二磁化区域相反的磁极。例如，所述第一磁化区域可以包括北极(N)，所述第二磁化区域可以包括南极(S)，或者所述第一磁化区域可以包括南极(S)，所述第二磁化区域可以包括北极(N)。这样，产生了周期性重复的磁场图案，该周期性重复的磁场图案可以由所述磁性传感器元件来测量并且可以用来产生增量位置信息。
优选地，所述第一磁化区域的中心彼此间隔开固定间隔。在线性标尺的情况下，所述固定间隔可以包括固定距离间隔，或者在径向标尺的情况下，所述固定间隔可以包括固定的角间隔。所述磁性标尺可以通过包括至少第一类型和第二类型的第一磁化区域而对数据比特进行编码。所述第一磁化区域的第一类型和第二类型可以产生不同的磁场强度。与每个第一磁化区域相关方的磁场强度因而可以用来提取编码位置信息。
第一磁化区域的第一类型和第二可以具有相同的物理尺寸但是被不同地磁化。有利地，所述第一类型的第一磁化区域包括第一宽度的磁化区域。优选地，所述第二类型的第一磁化区域包括第二宽度的磁化区域。在该示例中，所述第一宽度与所述第二宽度是不同的。改变所述宽度(而不是控制材料磁化强度)是优选的，因为与部分地磁化材料的部分相比，将标尺材料磁化至饱和并控制磁化标记的尺寸容易得多。所述第一类型(例如第一宽度)的第一磁化区域可以产生第一强度的磁场，由此对第一数据比特值进行编码。所述第二类型(例如第二宽度)的第一磁化区域可以产生第二强度的磁场，由此对第二数据比特值进行编码。这样，所述第一磁化区域的宽度对数据比特进行编码，如果所述第一磁化区域具有第一宽度，则所述数据比特采取第一值，而如果所述第一磁化区域具有第二宽度，则所述数据比特采取第二值。如上所述，所述分析仪可以评估每个第一磁化区域的磁场强度以确定存在第一类型(例如第一宽度)或第二类型(例如第二宽度)的第一磁化区域。
尽管这里提供的示例描述了二进制(基于2)的系统(例如，可以将第一和第二数据比特定义为“0”或“1”)，但是应该指出的是，可以将第一磁化区域设置成三种或更多种类型，从而以更高进制的计数制对信息进行编码。
所述磁性标尺优选包括线性磁性标尺，该线性磁性标尺包括交替的第一磁化区域和第二磁化区域的线性阵列。所述标尺的第一和第二磁化区域优选是矩形区段。
所述磁性标尺可以包括径向磁性标尺，该径向磁性标尺包括一系列径向延伸的第一磁化区域和第二磁化区域。换言之，所述磁性标尺可以设置为圆盘或环，在该圆盘或环的表面上或表面中形成有所述第一和第二磁化区域。所述磁化区域可以为基本楔形形状。有利地，所述第一磁化区域的中心以基本恒定的角间隔定位。
所述多个磁性传感器元件优选设置为线性阵列。所述线性阵列的线性轴线可以与所述标尺的长轴对准。假定这种对准被充分地维持，则所述磁性图案的间距沿着磁性传感器元件的线性阵列的长度将基本不变。然而，如果使用这种线性阵列的磁性传感器元件读取径向标尺，则由所述磁性标尺产生的磁性图案的间隔将根据该线性阵列的径向位置而改变，并且还会沿着阵列的长度改变(特别是对于更小半径的标尺)。如上所述，所述分析仪优选被布置成使用所述多个传感器信号来计算由所述多个磁性传感器元件感测的所述周期性重复的磁性图案的周期。这允许将磁性传感器元件的线性阵列放置在不同的径向位置，因为能够建立所述周期性重复的磁性图案的周期。另外，所述分析仪可以向所述传感器信号施加补偿因子或权重，以对所述第一和第二磁化区域的径向分布进行补偿。
所述多个磁性传感器元件优选包括霍尔传感器元件的阵列。所述霍尔传感器元件可以被布置成用来测量与基板的表面垂直的磁场分量。所述磁性传感器元件之间的间隔优选是已知的。所述多个磁性传感器元件(例如霍尔传感器元件)优选彼此等间距地布置。所述多个磁性传感器元件可以设置在公共基本(例如芯片)上。优选地，每个标尺周期设置至少四个传感器元件(不过对此来说无需是整数值)。
所述设备可以以任何合适的方式构造。例如，所述多个磁性传感器元件可以设置在读取头中。所述读取头还可以包括所述分析仪。所述分析仪可以包括微处理器。所述分析仪可以设置在与所述磁性传感器元件相同的芯片或基板上。另选地，所述分析仪可以设置在单独的接口中。所述接口通过接口电缆连接至所述读取头。
附图说明
现在将参照附图仅通过示例描述本发明，其中：
图1示出了编码器读取头和径向磁性标尺；
图2以贯穿径向磁性标尺的剖视图示出了图1的编码器读取头；
图3示出了编码器读取头和线性磁性标尺；
图4示出了图3的线性磁性标尺的剖视图；
图5示出了由图3的线性磁性标尺产生的磁场分布曲线；
图6示出了当放置在图3的线性磁性编码器的一部分上时由编码器读取头测量的磁场强度；
图7示出了如何利用傅立叶分析来确定图6所示的磁性图案的周期；
图8示出了如何能够提取在磁性标尺中编码的绝对数据；和
图9a至9c示出了由径向标尺未对准引起的傅立叶分量的相对幅值的变化。
具体实施方式
参照图1和图2，图示了本发明的角度编码器设备。该设备包括读取头2和附装至钢环5上的径向磁性标尺4。读取头2包括传感器芯片6，该传感器芯片6包括五十三个霍尔传感器元件的线性阵列。处理电子器件7也设置在该读取头上。径向磁性标尺4包括以不同方向磁化的交替区域；这些交替区域将被命名为北极(N)区域和南极(S)区域。如下面更详细地描述的，北极区域的中心彼此等距离地间隔开，因而该磁性标尺提供了周期性变化的磁场分布曲线，可以对该周期性变化的磁场分布曲线进行分析以提供增量位置数据。北极区域还以两个不同的宽度设置以允许对绝对位置数据进行编码。第一宽度编码逻辑“0”，第二宽度编码逻辑“1”。这样，在该磁性标尺中既可以对增量位置信息进行编码，又可以对绝对位置信息进行编码，并且可以从该磁性标尺中提取增量位置信息和绝对位置信息。
图3示出了本发明的角度编码器设备，该角度编码器设备包括读取头2和线性磁性标尺10。
图4示出了该线性磁性标尺10的一部分的剖视图。该标尺10包括由钢基板14支撑的橡胶磁性带12。向上箭头16和向下箭头18表示带12的交替区域的磁化方向。为了方便，这里将被不同地磁化的区域称为北极(N)区域和南极(S)区域。这些磁化区域具有不同的宽度，但是相邻的北极区域的中心之间距离为基本恒定的距离P。另外，北极区域设置了两个宽度，即宽度为L0的较窄区域20和宽度为L1的较宽区域22。较窄区域20表示逻辑“0”状态，而较宽区域22表示逻辑“1”状态。南极区域的宽度符合在北极区域的两个相邻中心之间提供基本恒定距离的要求。
参照图5，单位为特斯拉的磁场密度Bn的正交分量被示出为位于所示的线性标尺的长度上方0.3mm的距离处。在该示例中，相邻北极区域的中心之间的距离P为0.9mm。从附图中所示的最大值的不同高度可以看出与不同宽度的北极区域相关联的不同磁场强度。
如图6示出了当以上描述的读取头2的五十三个霍尔传感器被放置在线性磁性标尺的一段的上方时由所述霍尔传感器测量的磁场强度。
图7示出了使用基于离散傅立叶变换的过程从磁场强度计算的磁场图案的正弦变化分量60。具体地说，如下面将更详细地描述的那样，计算周期性重复的信号62的正弦变化分量60的幅值和相位。
在该示例中，发现在读取头的五十三个霍尔传感器上空间分布的磁场图案的8个周期。因此，磁场图案的每个周期设置了6.625个传感器。在傅立叶分析方面，覆盖霍尔传感器的阵列长度的八个周期的磁性图案可以被称为基波正弦波的七次谐波(H7)，基波正弦波包括霍尔传感器的阵列上的单个周期。
因此，可以通过如下表达式计算与磁性图案对应的信号的幅值和相位：
其中Si是由第i个霍尔传感器产生的传感器信号。
系数和可以预先计算，从而可以被写常数为ksi和kci。SinSIN和SCOS表达式因而变成：
然后，可以利用如下等式发现幅值和相位：
图8示出了一旦已经发现了基波分量60的周期和相位，如何提取基波分量60的每个最大值处的感测到的磁场62的强度。在所感测的磁场62中的每个最大值的幅值与标尺10的每个北极区域的宽度相关。如图8所示，较窄北极区域产生较低最大值70，而较宽北极区域产生较高最大值72。
然后可以对图8中的数据进行解码。在该示例中，所提取的编码字为“00111111”。然后，在查找表(LUT)发现该编码字并将该编码字转换成粗绝对位置。还可以对来自等式4的相位信息进行分析以提供精细位置，该精细位置被添加到粗位置。然后可以产生精确绝对位置测量。
图9a示出了图7所示的类型的周期性重复信号62的傅立叶分析的输出。具体地说，绘制了基波的幅值以及该基波的第一、十九谐波。可以看出，七次谐波(H7)具有最高幅值。该H7信号也是图7中所示的信号60，在正弦和余弦信号(根据正弦信号和余弦信号计算增量位置)的计算中使用了该信号60。
如果读取头读取环状标尺，则所感测的磁性图案的周期将在读取头相对于标尺环径向来回移动时发生改变。
图9b示出了径向向内(即朝向标尺环的中心)移动读取头的效果。在该示例中，由读取头感测的磁性周期减小(即有更多周期落在53个霍尔传感器上)，因此八次谐波分量(H8)的幅值增加，而H6和H7的幅值减小。
图9c示出了径向向外(即从标尺环的中心离开)移动读取头的效果。在该示例中，由读取头感测的磁性周期增加(即有更少的周期落在53个霍尔传感器上)，因而六次谐波分量(H6)的幅值增加，而H7和H8的幅值减小。
因而，可以看到，可以通过观测H7/H6和H7/H8的比而测量相对于标尺的读取头对准。具体地说，读取头可以径向来回移动，直到H7信号的幅值最大，从而在读取头的五十三个传感器上空间分布磁场图案的期望的八个周期。这种正确对准因而确保了从H7信号产生的正弦和余弦信号提供可靠的增量位置信息。
应该指出的是，除了在物理上移动读取头之外，还可以重新计算由霍尔阵列感测的磁性图案的周期数量并相应地调节在公式1a、1b和2中使用的系数。此外，应该记住，也无需在霍尔传感器阵列的长度上提供整数周期的磁性图案。
还已经发现，使用线性阵列的霍尔传感器来读取径向标尺在阵列末端处的波形中产生径向失真。
已经发现，可以对用来产生正弦和余弦信号的ksi和kci系数进行修改以补偿径向失真。具体地说，可以使用如下表达式并考虑到第一和第二磁性区域的径向分布来计算修改的系数ksi’和kci’：
其中P为标尺的周期，r为读取头的理想位置的半径，而xi为第i个传感器距离芯片中心的距离。在当前示例中，霍尔传感器彼此间隔开0.15mm，并且xi＝(i－26)*0.15mm(其中26是为芯片上的中央传感器的索引，并且i在0到52的范围内)。可以预先计算ksi’和kci’的值。
考虑到公式5a和5b的修正，则正弦和余弦表达式变成：
另外，将所谓的窗口函数(使用wi系数)应用于公式6a和6b能够进一步改善幅值和相位信息，由此降低对这些信号进行插值时的误差。
有很多窗口函数可以采用。例如，汉纳(Hann)函数、高斯(Gauss)函数、三角函数、哈曼函数等。
可以预先计算wi的值，并且可以将两个系数wi和kci(对于线性标尺来说)或wi和kci’(对于角度标尺来说)合并到一系列系数wi’。然后可以使用以上提供的公式3和4来生成修正的幅值和相位信息。
本领域技术人员将认识到，以上示例描述了实现本发明的具体方式，并且各种另选方案也是可行的。

Claims (14)

1.一种磁性编码器设备，该磁性编码器设备包括：
多个磁性传感器元件，所述多个磁性传感器元件用于读取产生周期性重复的磁性图案的相关的磁性标尺，所述多个磁性传感器元件产生多个传感器信号；和
分析仪，所述分析仪用来对所述多个传感器信号进行分析，以提供所述磁性传感器元件相对于所述相关的磁性标尺的位置的测量；
其中所述分析仪被布置成使用所述多个传感器信号来评估由所述多个磁性传感器元件感测的所述周期性重复的磁性图案的周期，
其中所述磁性编码器设备进一步包括具有一系列交替的第一磁化区域和第二磁化区域的磁性标尺，所述第一磁化区域具有与所述第二磁化区域相反的磁极；
所述第一磁化区域的中心彼此间隔开固定间隔，每个第一磁化区域具有第一宽度或第二宽度，由此对数据比特进行编码，如果所述第一磁化区域具有第一宽度，则所述数据比特采取第一值，而如果所述第一磁化区域具有第二宽度，则所述数据比特采取第二值。
2.根据权利要求1所述的磁性编码器设备，其中所述分析仪通过确定由所述多个磁性传感器元件感测的所述周期性重复的磁性图案的周期的数量来评估所述周期性重复的磁性图案的周期。
3.根据权利要求1或2所述的磁性编码器设备，其中所述分析仪通过对所述多个传感器信号进行傅立叶分析而计算基波正弦分量和/或该基波正弦分量的一个或多个谐波的幅值来评估由所述多个磁性传感器元件感测的所述周期性重复的磁性图案的周期。
4.根据权利要求3所述的磁性编码器设备，其中所述分析仪对所述多个传感器信号进行傅立叶分析，以计算多个所述谐波的相对幅值，所述相对幅值提供所述多个传感器元件相对于所述标尺的对准的指示。
5.根据权利要求1或2所述的磁性编码器设备，其中所述分析仪通过对所述多个传感器信号进行傅立叶分析而计算至少一个傅立叶系数，根据所述至少一个傅立叶系数计算增量位置信息，该增量位置信息描述所述磁性传感器元件和所述磁性标尺的相对位置的任何变化。
6.根据权利要求1或2所述的磁性编码器设备，其中所述分析仪被布置成用来计算由所述多个磁性传感器元件感测的所述周期性重复的磁性图案的相位，并用来针对所述周期性重复的磁性图案的每个周期确定在预定相位角处由所述多个磁性传感器元件感测的所述磁性图案的强度。
7.根据权利要求6所述的磁性编码器设备，其中所述第一宽度和第二宽度的第一磁化区域产生不同的磁场强度，所述预定相位角使得能够对所述磁场强度进行评估以确定每个第一磁化区域是第一宽度还是第二宽度，由此提取被编码的数据比特的值。
8.根据权利要求7所述的磁性编码器设备，其中所述多个磁性传感器元件被布置成用来同时读取相关的标尺的多个第一磁化区域，并且所述分析仪被布置成用来确定形成编码字的多个数据比特，所述编码字对关于所述多个磁性传感器元件相对于所述相关的标尺的绝对位置的信息进行编码。
9.根据权利要求1或2所述的磁性编码器设备，其中所述磁性标尺是包括交替的第一磁化区域和第二磁化区域的线性阵列的线性磁性标尺。
10.根据权利要求1或2所述的磁性编码器设备，其中所述磁性标尺是包括一系列径向延伸的第一磁化区域和第二磁化区域的径向磁性标尺。
11.根据权利要求10所述的磁性编码器设备，其中用来读取所述径向磁性标尺的所述多个磁性传感器元件被设置成线性阵列，并且所述分析仪对所述传感器信号施加补偿，以补偿所述第一和第二磁化区域的径向分布。
12.根据权利要求1或2所述的磁性编码器设备，其中由所述多个磁性传感器元件感测的所述周期性重复的磁性图案的间距与磁性传感器元件的间距不同。
13.根据权利要求1或2所述的磁性编码器设备，其中所述多个磁性传感器元件包括霍尔传感器元件的线性阵列。
14.根据权利要求1或2所述的磁性编码器设备，其中所述多个磁性传感器元件和所述分析仪被设置在读取头内。
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