CN105371739B - 具有可通过开关装置差动互连的接收线圈的位置测量系统 - Google Patents

具有可通过开关装置差动互连的接收线圈的位置测量系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105371739B
CN105371739B CN201510491828.6A CN201510491828A CN105371739B CN 105371739 B CN105371739 B CN 105371739B CN 201510491828 A CN201510491828 A CN 201510491828A CN 105371739 B CN105371739 B CN 105371739B
Authority
CN
China
Prior art keywords
receiving coil
switching device
measuring system
position measuring
mark
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.)
Active
Application number
CN201510491828.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105371739A (zh
Inventor
G.罗伊辛格
J.米尔费尔特
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch 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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of CN105371739A publication Critical patent/CN105371739A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105371739B publication Critical patent/CN105371739B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/12Mechanical 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
    • G01D5/14Mechanical 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 the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20Mechanical 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 the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/2006Mechanical 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 the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/12Mechanical 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
    • G01D5/14Mechanical 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 the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20Mechanical 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 the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/204Mechanical 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 the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
    • G01D5/2066Mechanical 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 the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by movement of a single coil with respect to a single other coil

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

具有可通过开关装置差动互连的接收线圈的位置测量系统。本发明涉及具有在测量方向方面相互运动的计量用具和扫描装置的位置测量系统,其中计量用具具有多个标志,所述标志在测量方向方面布置在一行中,其中扫描装置具有发送绕组装置,其中设置多个接收线圈,所述接收线圈在测量方向方面布置在一行中,其中发送绕组装置和接收线圈之间的感应耦合取决于扫描装置相对计量用具的位置。根据本发明,发送绕组装置划定多个单独的发送面的界限,这些发送面在测量方向方面布置在一行中,其中在这些发送面中分别布置最多一个唯一的接收线圈,其中设置至少一个开关装置,两个相邻的接收线圈利用该开关装置能够差动互连。

Description

具有可通过开关装置差动互连的接收线圈的位置测量系统
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的位置测量系统以及用于运行该位置测量系统的方法。
背景技术
从DE 10 2008 018 355 A1中已知位置测量系统。该位置测量系统由在测量方向方面相互运动的计量用具和扫描装置组成。该计量用具配备多个标志,这些标志在测量方向方面布置在一行中以及编码伪随机二进制序列(pseudo random binary sequence(PRBS))。扫描装置包括产生电磁交变场的发送绕组装置。此外设置在测量方向方面布置在一行中的多个接收线圈。发送绕组装置和接收线圈之间的感应耦合取决于扫描装置相对计量用具的位置。
接收线圈以具有唯一的绕组方向的单个线圈的形式来构造。但是也描述了在其中使用差动互连的线圈对的实施方式。在此,具有相反的绕组方向的两个单个的接收线圈串联,所述接收线圈基本上暴露于相同的通过发送绕组装置产生的交变场。
单个接收线圈的缺点在于:接收线圈的信号具有高的偏移。也就是说,通过位置测量系统的运动引起的信号变化相对被称为偏移的信号的平均值是小的。这使得信号分析显著地变得困难。线圈对具有小的偏移,但是它们需要很多空间。不能经济地实现计量用具的所力求的1mm的分度周期以及扫描装置的相应小的分度周期。
发明内容
本发明的任务在于克服前面提到的缺点。
根据独立权利要求提出:发送绕组装置划定多个单独的发送面的界限,所述发送面在测量方向方面布置在一行中,其中在这些发送面中分别布置最多一个唯一的接收线圈,其中设置至少一个开关装置,利用该开关装置两个相邻的接收线圈能差动互连。该提出的位置测量系统具有与已知的各个接收线圈相同的空间需求。通过接收线圈与开关装置的差动互连实现如在已知的差动线圈对的情况下的比较低的偏移。
优选地,在测量方向方面放置在末端的发送面中不布置接收线圈,因为那里的磁场强烈地偏离于在内部发送面中的相应磁场。接收线圈优选地是具有相应导体线路的统一绕组方向的线圈。发送绕组装置优选连接到具有例如100kHz频率的交变电流源处。发送绕组装置优选具有两组平行的、蛇形线状的导体线路,其中这两组的导体线路多次相交。直接相邻的发送面优选用相反的磁通量方向被电磁场穿过。接收线圈优选全部具有相同的绕组方向,其中所述接收线圈最优选地被相同地构造。优选地,直接相邻的接收线圈与开关装置互连,在其之间仅仅布置发送绕组装置的导体线路。发送绕组装置和/或接收线圈优选被平坦地构造,即相应的发送绕组装置和/或接收线圈在一个或多个相互电绝缘的平面中延伸。
此外,提出用于运行该位置测量系统的方法,其中接收线圈的相继不同的对通过所分配的开关装置来差动互连,其中至少一个接收线圈在位置测量系统的一个位置中被用于读取两个不同的标志。结果,为了读取数量n的标志仅需要n+1个接收线圈或单线圈,而在已知的差动线圈对的情况下需要2×n个单线圈。由此显著减少空间需求。
在从属权利要求中说明本发明的有利的改进方案和改善。
优选的是,设置差动放大器,通过该差动放大器接收线圈能够与至少一个开关装置差动互连。优选地,差动放大器的输出端连接到模数转换器处。扫描装置优选具有与模数转换器连接的可编程的数字计算机。利用该差动放大器来放大接收线圈的比较弱的信号,然后将所述信号输送给模数转换器。由此,作用在差动放大器和模数转换器之间的线路段上的干扰少量地作用到信号上,因为该信号在那里比较强。除此之外,差动放大器引起差动互连所需的求差。在没有差动放大器的情况下必须采用多得多的开关装置,以便引起求差。差动放大器是具有两个输入端的电子放大器,在该放大器中不是放大一个单个的信号,而是放大两个输入信号的差值(https://de.wikipedia.org/wiki/Differenzverstärker)。
优选的是,给每个接收线圈分配单独的开关装置,其中设置第一和第二信号线路,接收线圈通过所分配的开关装置连接到所述第一和第二信号线路处。利用这种电路构造需要特别少的开关装置来引起接收线圈的所需的差动互连。
优选的是,差动放大器具有正和负输入端,其中第一信号线路连接到正输入端处,其中第二信号线路连接到负输入端处。因此以特别简单的方式引起接收线圈的所期望的差动互连。
优选的是,接收线圈如此交替地连接到第一和第二信号线路处,使得两个直接相邻的接收线圈连接到不同的信号线路。由此实现相邻接收线圈的所期望的差动互连。
优选的是,至少一个开关装置具有第一状态,在该第一状态中所述至少一个开关装置具有第一电阻,其中所述至少一个开关装置具有第二状态,在该第二状态中所述至少一个开关装置具有第二电阻,其中第二电阻是第一电阻的至少1000倍大,其中所述至少一个开关装置能在第一和第二状态之间转换。开关装置可以是机械开关,例如继电器。在第一状态中开关闭合,使得第一电阻几乎为零。在第二状态中开关断开,使得第二电阻几乎为无限大。但是这种开关装置工作缓慢,因此优选基于半导体的开关装置。因此例如可以实现0.9Ω的第一电阻,其中可以实现得出至少60dB信号衰减的第二电阻。相应的开关装置是在2014年07月17日能在因特网址http://www.ti.com.cn/cn/lit/ds/symlink/ ts5a23166.pdf 下调用的数据页的主题。
优选的是,标志由金属带中的冲孔形成,其中冲孔的宽度和间隔分别是恒定的第一分度间隔λ的整数倍。在这种计量用具中取消从DE 10 2008 018 355 A1已知的标志之间的桥接片。标志密度因此特别高。此外,这种计量用具可以与测量方向垂直地镜像对称地构造。因此不必担心在金属带被置于拉应力下以便精确地调整第一分度间隔λ时计量用具变形。冲孔优选以矩形的形式来构造,该矩形的侧与测量方向平行地或垂直地延伸。
优选的是,接收线圈具有恒定的第二分度间隔δ,其中条件r×λ=s×δ成立,其中r和s为整数,对此s>r成立。因此确保了:在该位置测量系统的每个位置中接收线圈的至少一部分如此穿过标志地布置,使得所有需要的标志可以被可靠地读出。最优选地,条件 2×λ=3×δ成立。由此得出特别简单的信号分析,这进一步参照图3更详细地描述。
优选的是,标志形成随机数序列,其中数量m的直接相邻标志的每种任意选择不同于数量m的直接相邻标志的每种任意其它选择,其中m-1个直接相邻标志的至少一种选择出现在码的至少两个位置处,其中对于接收线圈的数量e有e≥1.2×m×s÷r成立。与此相对应地,一定需要读取比用于确定绝对位置更多的标志。由此可以在读出标志时识别以及必要时纠正错误。优选地,根据DE 10 2013 220 747 A1来使用随机数序列。参照DE 10 2013220 747 A1的所有内容并且将其并入本申请的内容。
优选使用具有多个布置在一行中的标志的计量用具,所述标志分别编码两个值之一,其中数量m的相邻标志的每个任意的第一选择不同于m个相邻标志的每个任意的其它的第二选择,其中在计量用具上的标志数量k是m的至少10倍大,其中当在第一以及第二选择中在至少每一个唯一的任意标志的情况下该标志的值被其它值代替时,该第二选择于是也不同于第一选择。
优选的是,所有接收线圈在背离所分配的开关装置的侧处电连接到相同的电压电平。由此大大简化了电路构造,其中需要特别少的开关装置。相应的电连接优选在空间上距开关装置近地来建立,以便避免波纹回路(Brummschleife)。
优选的是,设置用于开关装置的操纵装置,该操纵装置具有以移位寄存器形式互连的多个D触发器,该移位寄存器具有时钟输入端和多个分支点,其中开关装置由所分配的分支点操纵。
可以理解,前面提到的以及下面仍要阐述的特征不仅能够以分别说明的组合方式、而且能以其它组合方式或单独地使用,而不离开本发明的范围。
附图说明
下面根据所附的附图来进一步阐述本发明。其中:
图1示出了根据本发明的位置测量系统的发送绕组装置、接收线圈以及计量用具的粗略示意性图示;
图2示出了根据图1的位置测量系统的扫描装置的接线图;
图3示出了具有接收线圈相对计量用具的不同位置的粗略示意性图示;以及
图4示出了在根据本发明的位置测量系统运行中可出现的码示例。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的位置测量系统10的发送绕组装置41、接收线圈51-54以及计量用具20的粗略示意性图示。为了清楚,垂直于测量方向11并排地示出发送绕组装置41、接收线圈51-54以及计量用具20,其中它们实际被如此相叠地布置使得分别绘入的中线38重叠。在与所提到的中线38平行延伸的测量方向11上正确地示出该关系。
发送绕组装置41以及接收线圈51-54不可相互移动地布置在扫描头中。该扫描头在测量方向11方面相对计量用具20是可运动的。
发送绕组装置41包括蛇形线状的导体线路43的第一和第二组43a;43b。与实际上的关系相反,仅分别示出了每个组43a;43b的唯一的导体线路43,其中实际上存在多个导体线路43,其中组43a;43b的导体线路43相互基本上平行延伸。导体线路43布置在平坦导体线路装置的不同的、彼此电绝缘的平面中,其中在边界44和接线端45(未示出)的区域中设置所提到平面之间的贯通接触部。两个组43a;43b的蛇形线状的导体线路43相交,其中这些导体线路43通过所提到的贯通接触部相互电连接。
总之,发送绕组装置划定多个彼此相同的、在测量方向11方面布置在一行中的发送面42的界限。如果发送绕组装置41在接线端45处通过交变电流源(图2中附图标记46)被馈送交变电流,则按照绝对值相等的电磁场作用在所有发送面42中。在此,磁通量的方向在直接相邻的发送面中恰好相反,其中磁通量的方向基本上与图1的附图平面垂直地对准。
在发送面42内最多布置一个唯一的接收线圈51-54。在此,在测量方向11方面放置在末端的两个发送面42中不布置接收线圈,因为那里由于边缘效应场作用了与内部的发送面中略微不同的场。
接收线圈51-54分别具有多个绕组回旋(Windungsumlauf),这些绕组回旋具有统一的绕组方向,其中在图1中仅分别示出了唯一的绕组回旋。所述接收线圈51-54是与发送绕组装置41相同的平坦导体线路装置的组成部分。计量用具20是优选具有恒定厚度的金属带。该金属带优选地利用光化学蚀刻方法由例如不锈钢的铁磁材料来制造。金属带20配备多个矩形的冲孔22,其宽度及其间隔是第一分度间隔λ的整数倍数。冲孔22的直角侧与测量方向11平行地或垂直地延伸。在冲孔22旁边的两侧分别保留在测量方向11上连续的侧面桥接片23。计量用具20整体上关于中线38镜像对称地构造,使得该计量用具出于调整精确的第一分度间隔λ的目的被置于拉应力下时不变形。
冲孔22的垂直于测量方向11延伸的直角侧分别布置在标志光栅的所分配的光栅线25-1 - 25-5 上,其中直接相邻的光栅线25-1 - 25-5分别具有第一分度间隔λ。当在光栅线25-1-25-5处发生从材料到自由空间或者相反的变化时,计量用具20编码值“1”。当不发生这种变化时,也即当在光栅线25-1-25-5的两侧要么存在材料要么存在自由空间时,计量用具20编码值“0”。相应的码在此如此设计,使得确保:相邻的接收线圈51-54的至少一对可以与位置测量系统的位置不相关地最优地识别值“1”。
接收线圈51-54的第二分度间隔δ是恒定的,其中当前满足条件2×λ=3×δ,因为这样的话信号分析是特别简单的。但是同样可以设想使用条件4×λ=5×δ。于是需要更少的接收线圈51-54,其中信号分析是更耗费的。
图2示出了根据图1的位置测量系统的扫描装置30的接线图。扫描装置30包括传感器单元40和分析单元31。分析单元31优选为单独的电路板,在该电路板上布置框入附图标记31中的组件。剩余的、在图2中示出的部件相互布置在空间上更近之处,其中接收线圈51-54又与标志小间隔地布置在计量用具上。在图2中示出的实施方式中,在传感器单元40和分析单元31之间需要特别少的连接线路74;75;65c。
所有接收线圈51-54的第一接线端55连接到共同的电压电平47处。该共同的电压电平47可以为地电势。如果差动放大器65具有非对称的电压供应,该共同的电压电平47可能是该电压供应的平均电压。该共同的电压电平47也可以在分析单元31处、尤其在那里的模数转换器32处施加。接收线圈51-54的其它的第二接线端56分别与基于半导体的开关形式的开关装置61-64连接。所述开关装置61-64分别连接到第一或第二信号线路66;67处。接收线圈51-54在此如此交替地连接到第一和第二信号线路66;67处,使得两个直接相邻的接收线圈51-54连接到不同的信号线路66;67处。
此外,设置具有正和负输入端65a;65b以及输出端65c的差动放大器65。第一信号线路66连接到正输入端65a处,其中第二信号线路67连接到负输入端65b处。下面示例性地观察这样的状态,在该状态中分配给直接相邻的接收线圈51;52的开关装置61和62闭合,其中其余的开关装置63;64断开。这导致:在正输入端65a处施加由发送绕组装置(图1中附图标记41)感应到第一接收线圈51中的电压,其中在负输入端65b处施加由发送绕组装置感应到第二接收线圈52中的电压。差动放大器65放大这些电压的差值并且将放大的电压差值通过其输出端65c传递到模数转换器32处。与之相应地,在前面阐述的示例中第一和相邻的第二接收线圈51;52通过第一和第二开关装置61;62差动互连。
开关装置61-64借助于具有移位寄存器71的操纵装置70来操纵。该移位寄存器71由多个D触发器72组成,其中给每个开关装置61-64分配一个D触发器72。所述D触发器72分别具有时钟和数据输入端72a;72b以及输出端72c。D触发器72的输出端72c分别与同一D触发器72的数据输入端72a连接,该D触发器72被分配给在测量方向11方面下一个接收线圈51-54。所有D触发器的时钟输入端72b通过时钟线路75并联到分析单元31中的可编程数字计算机33处,使得这些D触发器被同时进一步钟控。此外,在该行中第一个D触发器72的数据输入端72a通过数据线路74连接到所提到的数字计算机33处。D触发器的输出端72c分别形成分支点73,利用该分支点来控制所分配的开关装置61-64。在此,当在所分配的分支点73处施加逻辑“1”时,开关装置61-64例如切换到具有低电阻的第一状态中,其中当在分支点73处施加逻辑“0”时,开关装置61-64切换到具有显著更高电阻的第二状态中。
数字计算机33起初在数据线路处施加逻辑“0”,逻辑“0”通过当前时钟线路处的四个时钟信号被钟控到所有D触发器72中。于是在所有分支点73处施加逻辑“0”,使得所有开关装置61-64被断开。随后通过两个另外的时钟将逻辑“1”施加到数据线路74处,使得在前两个D触发器的分支点处施加逻辑“1”,其中在所有其余的分支点处施加逻辑“0”。因此,第一和第二接收线圈51;52连接到差动放大器65处。在每个另外的时钟情况下,现在又在数据线路74处施加逻辑“0”,使得两个所提到的逻辑“1”值随着每个时钟被进一步钟控移位寄存器71的一位。接下来,随着每个时钟,接收线圈51-54的在测量方向11上分别下一相邻的对与差动放大器65连接。
数字计算机33从模数转换器32输出的数字值中确定扫描装置相对于计量用具所占据的绝对位置。
不言而喻的是,优选使用比示出的四个接收线圈51-54显著更多的接收线圈。例如可以设想使用40个接收线圈,这些接收线圈具有0.667mm的第二分度间隔δ,其中计量用具具有1.000mm的第一分度间隔λ。同样可以设想使用33个接收线圈,这些接收线圈具有0.800mm的第二分度间隔δ,其中计量用具具有1.000mm的第一分度间隔λ。
图2中示出的电路在原理上可以扩展任意多的接收线圈51-54。
图3示出了具有接收线圈相对计量用具的不同位置的粗略示意性图示。在计量用具中将已经谈论的光栅线25-1 - 25-6仅仅示出为垂直的点划线。如已经阐述的那样,仅仅在这些位置发生用于编码的从材料到自由空间的变化。两个直接相邻的光栅线25-1 - 25-6分别具有第一分度间隔λ。
此外将接收线圈51-54示出为矩形,矩形的宽与第二分度间隔δ相等,其中当前满足条件2×λ=3×δ。所提到的矩形表明计量用具的、对感应到相关接收线圈51-54中的电压具有影响的区域。
此外,在图2中相对计量用具或相应的光栅线25-1 - 25-6相叠地示出了接收线圈51-54的四个边界位置81-84。
在第一边界位置81中,由第一和第二接收线圈51;52组成的对仅仅受光栅线25-3处的关系影响。由第二和第三接收线圈52;53组成的对同样仅仅受光栅线25-3处的关系影响。由第三和第四接收线圈53;54组成的对仅仅受光栅线25-4处的关系影响。
因此,光栅线25-4处的码可以仅仅通过分析由第三和第四接收线圈53;54组成的差动互连的对来确定。
如果现在在第二边界位置82的方向上推移接收线圈51-54,则可以看出:由第二和第三接收线圈52;53组成的对到达两个光栅线25-3和25-4的影响区域中,而由第一和第二接收线圈51;52组成的对单独地保留在光栅线25-3的影响区域中。因此,光栅线25-3处的码可以在该运动阶段中仅仅通过分析由第一和第二接收线圈51;52组成的差动互连的对来确定。
前述考虑可以无问题地转移到在从第二到第三边界位置82;83过度时的运动阶段上。在此,由第一和第二接收线圈51;52组成的对仅仅受光栅线25-3处的关系影响,其中由第二和第三接收线圈52;53组成的对仅仅受光栅线25-4处的关系影响。
在从第三到第四边界位置83、84过度时,由第二和第三接收线圈52;53组成的对仅仅受光栅线25-4影响,其中由第三和第四接收线圈53;54组成的对仅仅受光栅线25-5处的关系影响。
第四边界位置84与第一边界位置81相对应,其中第四边界位置精确地移位了第一分度间隔λ。因为当前满足了条件2×λ=3×δ,则前述考虑转移到具有任意多的接收线圈的扫描装置上,所述接收线圈在测量方向11上布置在一行中。确保给出足够多对的接收线圈51-54,这些对分别仅受唯一的光栅线25-1 – 25-6处的关系影响。
图4示出了在根据本发明的位置测量系统运行中可出现的码示例。利用接收线圈从计量用具中读出的码被用附图标记34表示。在本示例中读出了12个码,其中相应的扫描装置13具有接收线圈。因为当前满足了条件2×λ=3×δ,总共得出三个组G1;G2;G3的码,这些组分别包括12÷3=4码比特。组G1;G2;G3的码比特分别相互间隔三个码位置。
用字母“X”表示这样的码,在这些码中不能给由模数转换器确定的测量值单义地分配码值。其原因在于:对应的码由一对相邻的接收线圈来确定,该对受两个相邻的光栅线处的关系影响。非单义的码36全部位于相同的组中,当前在组G2中。组G2的码值因此当前被丢弃,使得仅仅从组G1和G2中提取所使用的码值35。
所使用的码值35现在与被施加在计量用具20上的随机数序列比较。该随机数序列以合适的形式存储在数字计算机(图2中附图标记33)中,使得可以由数字计算机无问题地执行相应的比较。所读出的码字35在存储的随机数序列内的位置26与扫描装置相对计量用具所占据的绝对位置相对应。在此,当前将仅在一个位置处相互不同的码看作为相同的。
所提到的随机数序列优选地利用在DE 10 2013 220 747 A1中描述的方法来确定,使得至少一个1比特纠错是可能的。在本示例中因此可以补偿在利用附图标记37表示的位置处出现的读错误。
附图标记列表
Gi 码比特组
λ 第一分度间隔
δ 第二分度间隔
m 随机码的宽度
10 位置测量系统
11 测量方向
20 计量用具
21 标志
22 冲孔
23 金属带
24 侧面桥接片
25-1 – 25-6 标志光栅的光栅线
26 随机码内的位置
30 扫描装置
31 分析单元
32 模数转换器
33 可编程数字计算机
34 读取的码值
35 使用的码值
36 非单义的比特
37 有错误的比特
38 中线
40 传感器单元
41 发送绕组装置
42 发送面
43 蛇形线状的导体线路
43a 第一组
43b 第二组
44 蛇形线状的导体线路的两个组之间的边界
45 发送绕组装置的接线端
46 交变电流源
47 共同的电压电平
51 第一接收线圈
52 第二接收线圈
53 第三接收线圈
54 第四接收线圈
55 接收线圈的第一接线端
56 接收线圈的第二接线端
61 第一开关装置
62 第二开关装置
63 第三开关装置
64 第四开关装置
65 差动放大器
65a 差动放大器的正输入端
65b 差动放大器的负输入端
65c 差动放大器的输出端
66 第一信号线路
67 第二信号线路
70 操纵装置
71 移位寄存器
72 D触发器
72a 数据输入端
72b 时钟输入端
72c 输出端
73 分支点
74 数据线路
75 时钟线路
81 第一边界位置
82 第二边界位置
83 第三边界位置
84 第四边界位置。

Claims (9)

1.具有在测量方向(11)方面相互运动的计量用具(20)和扫描装置(30)的位置测量系统(10),其中计量用具(20)具有多个标志(21),所述标志在测量方向(11)方面布置在一行中,其中扫描装置(30)具有发送绕组装置(41),其中设置多个接收线圈(51-54),所述接收线圈在测量方向(11)方面布置在一行中,其中发送绕组装置(41)和接收线圈(51-54)之间的感应耦合取决于扫描装置(30)相对计量用具(20)的位置,
其特征在于,发送绕组装置(41)划定多个单独的发送面(42)的界限,所述发送面在测量方向(11)方面布置在一行中,其中在这些发送面(42)中分别布置最多一个唯一的接收线圈(51-54),其中设置至少一个开关装置(61-64),两个相邻的接收线圈(51-54)利用所述开关装置能够差动互连,
其中设置差动放大器(65),接收线圈(51-54)通过该差动放大器能够与至少一个开关装置(61-64)差动互连,
其中给每个接收线圈(51-54)分配单独的开关装置(61-64),其中设置第一和第二信号线路(66;67),接收线圈(51-54)通过所分配的开关装置(61-64)连接到所述第一和第二信号线路,以及
其中接收线圈(51-54)如此交替地连接到第一和第二信号线路(66;67)处,使得两个直接相邻的接收线圈(51-54)连接到不同的信号线路(66;67)。
2.根据权利要求1所述的位置测量系统,
其中差动放大器(65)具有正和负输入端(65a;65b),其中第一信号线路(66)连接到正输入端(65a)处,其中第二信号线路(67)连接到负输入端(65b)处。
3.根据权利要求1或2所述的位置测量系统,
其中至少一个开关装置(61-64)具有第一状态,在该第一状态中所述至少一个开关装置具有第一电阻,其中所述至少一个开关装置具有第二状态,在该第二状态中所述至少一个开关装置具有第二电阻,其中第二电阻是第一电阻的至少1000倍大,其中所述至少一个开关装置(61-64)能够在第一和第二状态之间转换。
4.根据权利要求1或2所述的位置测量系统,
其中标志(21)由金属带(23)中的冲孔(22)形成,其中冲孔(22)的宽度和间隔分别是恒定的第一分度间隔λ的整数倍。
5.根据权利要求4所述的位置测量系统,
其中接收线圈(51-54)具有恒定的第二分度间隔δ,其中条件r×λ=s×δ成立,其中r和s是整数,对此s>r成立。
6.根据权利要求5所述的位置测量系统,
其中标志(21)形成随机数序列,其中数量m的直接相邻标志(21)的每种任意选择不同于数量m的直接相邻标志(21)的每种任意其它选择,其中m-1个直接相邻标志(21)的至少一种选择出现在码的至少两个位置处,其中对于接收线圈(51-54)的数量e,e≥1.2×m×s÷r成立。
7.根据权利要求1或2所述的位置测量系统,
其中所有接收线圈(51-54)在背离所分配的开关装置(61-64)的侧处电连接到相同的电压电平(47)。
8.根据权利要求1或2所述的位置测量系统,
其中设置用于开关装置(61-64)的操纵装置(70),所述操纵装置具有多个D触发器(72),所述D触发器以移位寄存器(71)的形式互连,该移位寄存器具有时钟输入端(75)和多个分支点(73),其中开关装置(61-64)由所分配的分支点(73)操纵。
9.用于运行根据前述权利要求之一所述的位置测量系统的方法,
其中接收线圈(51-54)的相继不同的对通过所分配的开关装置(61-64)差动互连,其中至少一个接收线圈(51-54)在位置测量系统(10)的一个位置中被用于读取两个不同的标志(21)。
CN201510491828.6A 2014-08-13 2015-08-12 具有可通过开关装置差动互连的接收线圈的位置测量系统 Active CN105371739B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014216036.7 2014-08-13
DE102014216036 2014-08-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105371739A CN105371739A (zh) 2016-03-02
CN105371739B true CN105371739B (zh) 2019-08-23

Family

ID=55235143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510491828.6A Active CN105371739B (zh) 2014-08-13 2015-08-12 具有可通过开关装置差动互连的接收线圈的位置测量系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9921082B2 (zh)
CN (1) CN105371739B (zh)
DE (1) DE102015213784B4 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015203403A1 (de) 2015-02-26 2016-09-01 Robert Bosch Gmbh Positionsmesssystem mit Kalibriermitteln
DE102015207275B4 (de) 2015-04-22 2018-06-07 Robert Bosch Gmbh Maßverkörperung mit signalkompensierenden Markierungen
DE102017204871A1 (de) 2017-04-19 2018-10-25 Robert Bosch Gmbh Energiesparendes Positionsbestimmungsverfahren

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4371496A (en) * 1980-06-18 1983-02-01 Westinghouse Electric Corp. Position indication system
EP0693672A1 (de) * 1994-07-01 1996-01-24 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Längen- oder Winkelmesseinrichtung
JP3169212B2 (ja) * 1997-01-29 2001-05-21 株式会社ミツトヨ 誘導型絶対位置測定装置
EP1164358B1 (de) * 2000-06-16 2005-08-24 AMO Automatisierung Messtechnik Optik GmbH Induktives Längenmesssystem

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10154710A1 (de) * 2000-12-08 2002-06-27 Micro Epsilon Messtechnik Vorrichtung und Verfahren zur Detektion der Position eines Targets
DE102008018355B4 (de) 2008-04-11 2020-07-02 Robert Bosch Gmbh Absolute Positionsmessvorrichtung mit Interpolator
DE102009042940A1 (de) 2009-09-24 2011-05-19 Robert Bosch Gmbh Positionsmesseinrichtung mit sich mehrfach kreuzender Senderwindungsanordnung
AT509101B1 (de) * 2009-11-18 2011-10-15 Victor Vasiloiu Induktive messeinrichtung für längen- und winkelerfassung
JP2012159495A (ja) 2011-01-10 2012-08-23 Aisan Ind Co Ltd 位置センサ
EP2725325B1 (de) 2012-10-26 2019-12-11 Robert Bosch Gmbh Positionsmesssystem

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4371496A (en) * 1980-06-18 1983-02-01 Westinghouse Electric Corp. Position indication system
EP0693672A1 (de) * 1994-07-01 1996-01-24 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Längen- oder Winkelmesseinrichtung
JP3169212B2 (ja) * 1997-01-29 2001-05-21 株式会社ミツトヨ 誘導型絶対位置測定装置
EP1164358B1 (de) * 2000-06-16 2005-08-24 AMO Automatisierung Messtechnik Optik GmbH Induktives Längenmesssystem

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015213784A1 (de) 2016-02-18
CN105371739A (zh) 2016-03-02
US20160047676A1 (en) 2016-02-18
US9921082B2 (en) 2018-03-20
DE102015213784B4 (de) 2020-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US1665397A (en) Electrical measuring apparatus
CN105371739B (zh) 具有可通过开关装置差动互连的接收线圈的位置测量系统
KR101393297B1 (ko) 자극 검출 시스템과 자극 검출 방법
CN104105977B (zh) 磁传感装置
JP2016510116A (ja) 磁場センサシステム
CN105021299A (zh) 具有导线电阻补偿的热电偶模块
CN102918482B (zh) 用于多个传感器元件的传感器电子器件及用于确定传感器元件处的物件的位置的方法
PT1114325E (pt) Dispositivo e processo para a medicao da corrente electrica
CN106663645A (zh) 用于在测试设备中传输信号的同轴结构
US10983180B2 (en) Integrated fluxgate magnetic gradient sensor
US9841440B2 (en) Current detection circuit and magnetic detection device provided with same
CN108775886B (zh) 节省能量的位置确定方法
CN110968122B (zh) 一种线性传送系统的位置获取方法及线性传送系统
US11243275B2 (en) Magnetic field sensing device
JP2015087390A (ja) エンコーダ
KR102416052B1 (ko) 저항 측정 장치 및 저항 측정 방법
US9921086B2 (en) Position measurement system having material measure, transmitter winding arrangement, and receiver coils, and calibration method thereof
ATE345506T1 (de) Durchführungselement für mittel- und hochspannungsanwendungen
CN106066137B (zh) 带有信号补偿的标记的尺寸标准装置
JP2016125967A (ja) 磁気センサ装置および検出装置
CN113091778B (zh) 电磁感应型编码器及其使用方法
CN107636746A (zh) 模拟数字信号混合传输装置
Dickinson et al. Using allegro current sensors in current divider configurations for extended measurement range
US372851A (en) kelly
JP2011090016A (ja) 磁気センサ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant