CN110319860B - 用于感应位置编码器的发射器和接收器结构 - Google Patents

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Abstract

一种电子位置编码器包括：标尺，包括具有沿y轴线方向的轨道宽度尺寸，该y轴线方向垂直于x轴线测量轴线方向；检测器；和信号处理结构。检测器包括固定在多层印刷电路板(PCB)上的磁场产生线圈结构，其包括磁场产生线圈部分，该磁场产生线圈部分围绕对准图案轨道的内部区域且包括具有沿y轴线方向的迹线宽度的第一和第二窄长部分，其为内部区域的y轴线宽度的至少0.1倍。检测器包括沿x轴线方向布置且固定在PCB上的导电接收器环圈。至少使用PCB的内部铜层制造第一和第二窄长部分，且使用至少一个铜层制造导电接收器环圈，该至少一个铜层比内部铜层更靠近检测器的面对标尺图案的前表面。

Description

用于感应位置编码器的发射器和接收器结构
技术领域
本发明涉及测量仪器，且更具体涉及感应位置编码器，其可以用在精确测量仪器中。
背景技术
各种编码器配置可以包括各种类型的光学、电容、磁性、感应、运动和/或位置换能器。这些换能器使用在读取头中的发射器和接收器的各种几何配置，以测量读取头和标尺之间的运动。磁性和感应换能器对污染相对鲁棒，但是并不能完美抵抗污染。
美国专利No.6,011,389(’389专利)描述了可用在高准确性应用中的感应当前位置的换能器，美国专利No.5,973,494(’494)和6,002,250(’250专利)描述了增量位置感应卡尺和线性标尺，包括信号产生和处理电路，且美国专利No.5,886,519(’519专利)、5,841,274(’274专利)、和5,894,678(’678专利)描述了使用感应电流换能器的绝对位置感应卡尺和电子卷尺。美国专利No.7,906,958(’958专利)描述了可用在高准确性应用中的感应当前位置换能器，其中具有两个平行的半部和多组发送线圈和接收线圈的标尺缓解某些信号偏差分量，否则这种信号偏差分量会在感应当前位置换能器中产生误差。所有前述文献通过引用全部并入本文。如这些专利中所述的，感应电流换能器可以使用印刷电路板技术制造且主要能免疫污染。
然而，这种系统会在提供用户期望的某些特性组合的能力方面受限，例如信号强度、小型化、高分辨率、成本、对未对准和污染的鲁棒性等的组合。期望能提供改进组合的编码器构造。
发明内容
该部分内容用于提供进一步下文详细描述中所述的简化形式的原理的选择。该部分内容目的不是给出要求保护主题的关键特征，也不是用于确定要求保护主题的范围。
提供一种电子位置编码器，其可用于沿与x轴线方向重合的测量轴线方向测量两个元件之间的相对位置。在各种实施方式中，电子位置编码器包括标尺，检测器部分，和信号处理结构。标尺沿测量轴线方向延伸且包括信号调制标尺图案，该信号调制标尺图案包括至少一个第一图案轨道，该至少一个第一图案轨道具有沿与x轴线方向垂直的y轴线方向的轨道宽度尺寸。在一些实施例中，信号调制标尺图案包括第一图案轨道和沿平行于第一图案轨道的x轴线方向延伸的第二图案轨道。每一个图案轨道包括信号调制元件，该信号调制元件布置为提供按照沿x轴线方向的位置的周期性函数变化的空间变化特征。
检测器部分配置为安装至少第一图案轨道附近且相对于至少第一图案轨道沿测量轴线方向运动。
在各种实施方式中，检测器部分包括多层印刷电路板(PCB)，包括固定在PCB上的磁场产生线圈结构(发射器)。磁场产生线圈结构包括围绕与第一图案轨道对准的第一内部区域的第一轨道磁场产生线圈部分。第一轨道磁场产生线圈部分具有沿x轴线方向的额定第一内部区域长度尺寸和沿y轴线方向的额定第一内部区域宽度尺寸，且响应于线圈驱动信号在第一内部区域中产生第一轨道变化第一磁通量。
检测器部分包括多个传感元件(接收器)，其包括沿x轴线方向布置且固定在PCB上并对准第一内部区域的相应导电接收器环圈。多个传感元件配置为提供检测器信号，该检测器信号对通过标尺图案的附近信号调制元件提供的第一轨道变化磁通量的局部效应做出反应。
信号处理结构可以操作地连接到检测器部分以提供线圈驱动信号，且基于从检测器部分输入的检测器信号确定检测器部分和标尺图案之间的相对位置。
在各种实施方式中，磁场产生线圈结构(或包括在其中的第一轨道磁场产生线圈部分)包括输入部分、第一轨道第一和第二窄长部分、和第一轨道端部部分。输入部分包括将来自信号处理结构的线圈驱动信号连接到磁场产生线圈结构的至少两个连接部分。第一轨道第一和第二窄长部分每一个在第一内部区域附近沿x轴线方向延伸。第一轨道第一和第二窄长部分每一个具有沿y轴线方向的额定第一轨道示踪宽度尺寸(其可以相同，或彼此不同)。在各种实施方式中，额定第一轨道示踪宽度尺寸为额定第一内部区域宽度尺寸的至少0.1倍。第一轨道端部部分跨过第一轨道第一和第二窄长部分之间的y轴线方向间隔，以在它们之间在第一内部区域端部附近提供连接。
在一些实施方式中，额定第一轨道示踪宽度尺寸为额定第一内部区域宽度尺寸的至少0.15倍。在一些实施方式中，额定第一轨道示踪宽度尺寸是与检测器信号(其是响应于变化磁通量引起的)对应地限定的额定操作频率下的窄长部分的趋肤深度的至少25倍。
在各种实施方式中，使用至少包括PCB的第一内部铜层的一组窄长部分铜层制造第一轨道第一和第二窄长部分，且使用PCB的一组接收器环圈铜层制造导电接收器环圈，该一组接收器环圈铜层包括至少一个铜层，该至少一个铜层比第一内部铜层更靠近检测器部分的面对信号调制标尺图案的前表面。
在一些实施方式中，导电接收器环圈包括平面迹线环圈部分和馈穿部分，该平面迹线环圈部分被形成在被包括于该一组接收器环圈铜层中的相应层中，该馈穿部分包括将它们各自层之间将平面迹线部分连接的金属化孔。至少大部分平面迹线部分被制造在比第一内部铜层更靠近检测器部分前表面的相应层中。
在进一步实施方式中，导电接收器环圈的所有平面迹线部分被制造在比第一内部铜层更靠近检测器部分的前表面的相应层中。
在进一步实施方式，导电接收器环圈的平面迹线部分中的至少一些被制造在相应层中，该相应层是位于检测器部分前表面上的铜层或是最靠近检测器部分的前表面。
在进一步实施方式中，至少大部分相应导电接收器环圈具有跨过第一内部区域的沿y轴线方向的额定传感元件宽度尺寸。在一些实施方式中，第一轨道第一和第二窄长部分导电接收器环圈绝缘，且额定传感元件宽度尺寸大于跨经第一内部区域的尺寸，该第一内部区域在第一轨道第一窄长部分和第一轨道第二窄长部分的内部边缘之间。至少大部分导电接收器环圈与第一轨道第一窄长部分或第一轨道第二窄长部分中的至少一个沿y轴线方向重叠，所重叠的相应重叠尺寸小于相应重叠尺寸附近的额定示踪宽度尺寸。
在电子位置编码器的实施方式中，其中信号调制标尺图案包括布置为与第一图案轨道平行的第二图案轨道，第一和第二图案轨道每一个包括沿x轴线方向的信号调制元件。在这些实施方式中，磁场产生线圈结构包括围绕与第二图案轨道对准的第二内部区域的第二轨道磁场产生。第二轨道磁场产生线圈具有沿x轴线方向的额定第二内部区域长度尺寸和沿y轴线方向的额定第二内部区域宽度尺寸，且响应于线圈驱动信号在第二内部区域中产生第二轨道变化第二磁通量。磁场产生线圈结构(或包括在其中的第二轨道磁场产生线圈部分)包括在第二内部区域附近沿x轴线方向延伸的第二轨道第一和第二窄长部分，和跨过第二轨道第一和第二窄长部分之间的y轴线方向间隔的第二轨道端部部分，以在它们之间在第二内部区域端部附近提供连接。第二轨道第一和第二窄长部分每一个具有沿y轴线方向的额定第二轨道示踪宽度尺寸，其为额定第二区域宽度尺寸的至少0.1倍。使用至少包括PCB的第二内部铜层的一组窄长部分铜层制造第二轨道第一和第二窄长部分，且使用PCB的一组接收器环圈铜层制造导电接收器环圈，该一组接收器环圈铜层包括至少一个铜层，该至少一个铜层比第二内部铜层更靠近检测器部分的面对信号调制标尺图案的前表面。
在各种实施方式中，用于制造第二轨道第一和第二窄长部分的PCB的第二内部铜层与用于制造第一轨道第一和第二窄长部分的PCB的第一内部铜层相同，其共同形成窄长部分层。在这些实施方式中，使用PCB的至少一个铜层制造导电接收器环圈，该至少一个铜层比PCB的窄长部分层更靠近检测器部分的面对信号调制标尺图案的前表面。
在一些实施方式中，第一和第二图案轨道每一个包括根据第一和第二图案轨道中沿x轴线方向的相同空间周期或波长W布置的相同类型信号调制元件。第二图案轨道中的信号调制元件沿测量轴线方向相对于第一图案轨道中的信号调制元件偏差了约W/2的额定标尺轨道偏差。
在一些这种实施方式，磁场产生线圈结构配置为在第一内部区域中产生具有第一极性的第一轨道变化磁通量，且在第二内部区域中产生具有与第一极性相反的第二极性的第二轨道变化磁通量，且至少大部分导电接收器环圈每一个沿y轴线方向跨过第一和第二内部区域且在第一和第二内部区域中提供相同传感环圈极性。在其他这种实施方式中，磁场产生线圈结构配置为在第一内部区域中产生具有第一极性的第一轨道变化磁通量，且在第二内部区域中产生具有与第一极性相同的第二极性的第二轨道变化磁通量，且至少大部分导电接收器环圈每一个沿y轴线方向跨过第一和第二内部区域且包括其导电迹线的交叉或扭转，以在第一和第二内部区域中提供相反传感环圈极性在一些这种实施方式，对至少大部分导电接收器环圈，它们的导电迹线的交叉或扭转位于一区域中，该区域包括在第一内部区域和第二内部区域之间的第一轨道第一窄长部分和第二轨道第一窄长部分，以避免不期望的信号干扰。
附图说明
图1是利用包括检测器部分和标尺的电子位置编码器的手动工具类型卡尺的分解等轴视图。
图2是显示了可用在电子位置编码器中的检测器部分的第一示例性实施方式的平面图。
图3是显示了可用在电子位置编码器中的检测器部分的第二示例性实施方式的平面图。
图4是显示了检测器部分的磁场产生线圈结构的端部部分的第一示例性实施方式的等轴视图，其中检测器部分中的磁场产生窄长部分和导电接收器环圈的相对放置被更清楚地示出。
图5是显示了检测器部分的磁场产生线圈结构的端部部分的第二示例性实施方式的等轴视图，其中检测器部分中的磁场产生窄长部分和导电接收器环圈的相对放置被更清楚地示出。
图6是显示了包括电子位置编码器的测量系统的部件的一个示例性实施方式的方块图。
图7A是显示了可用在电子位置编码器中的检测器部分的第三示例性实施方式的平面图。
图7B是显示了基本对应于图7A的第三示例性实施方式的透视图，其中检测器部分中的磁场产生窄长部分和导电接收器环圈的相对放置被更清楚地示出。
图8是显示了可用在电子位置编码器中的检测器部分的第四示例性实施方式的平面图。
具体实施方式
图1是手动工具类型的卡尺100的分解等轴视图，其包括标尺构件102和游标组件120，该标尺构件102具有大致矩形截面的纵梁(spar)，其包括标尺170。在各种实施方式中，标尺170可以沿测量轴线方向MA延伸(例如对应于x轴线方向)且可以包括对标尺图案(scale pattern)180进行调制的信号。已知类型的覆盖层172(例如100μm厚)可以覆盖标尺170。爪108和110接近标尺构件102的第一端，且游标组件120上的可动爪116和118用于以已知方式测量物体的尺寸。游标组件120可以可选地包括深度杆126，其被端部止动件154局限在标尺构件102下方的深度杆沟槽152中。深度杆接合端部128可以延伸到一孔中，以测量其深度。游标组件120的覆盖件139可以包括ON/OFF开关134、归零开关136和测量显示器138。游标组件120的基部140包括与标尺构件102的侧边缘146接触的引导边缘142、和将弹性压杆148偏压抵靠标尺构件102的配合边缘的螺钉147，以确保用于测量的正确对准，且用于让读取头部分164相对于标尺170运动。
安装在基部140上的传感组件(pickoff assembly)160保持读取头部分164，该读取头部分在该实施方式中包括多层印刷电路板(PCB)162，所述印刷电路板携带检测器部分167，该检测器部分包括沿测量轴线方向MA布置的磁场产生线圈结构和一组传感元件(例如总称为磁场产生和传感绕组结构)以及信号处理结构166(例如控制电路)。弹性密封件163可以被挤压在覆盖件139和PCB 162之间，以防止对电路和连接部的污染。检测器部分167可以被绝缘涂层覆盖。
在一个具体示例性例子中，检测器部分167可以与标尺170平行且面对地布置，且检测器部分167的面对标尺170的正面可以与标尺170(和/或标尺图案180)沿深度(Z)方向隔开约0.5mm的间隙。读取头部分164和标尺170可以一起形成换能器，作为电子位置编码器的部件。在一个实施方式中，换能器可以是涡电流换能器，其通过产生变化的磁场来运行，其中变化的磁场在被置于变化磁场中的标尺图案180的一些信号调制元件中引起被称为涡电流的循环流动的电流，将在下文详细描述。应理解，图1所示的卡尺100是各种应用中的一种，其通常实施电子位置编码器，该电子位置编码器已经演进了多年以提供小型化、低功率操作(例如用于长电池寿命)、高分辨率和高准确性测量、低成本、和对污染鲁棒性等的相对优化的组合。任何这些因素中的甚至很小的改进都被高度期望，但是难以实现，尤其是由于操作为了在各种应用中实现商业成功而带来的设计限制条件。以下描述公开的原理提供了许多这些因素方面的改善，尤其是在成本有效和小型化方面。
图2是可用作图1所示的电子位置编码器中的检测器部分167和信号调制标尺图案180等的第一示例性实施方式的平面图。图2可以被认为部分代表性的、部分示意性的。在图2的下部部分显示了检测器部分167和标尺图案180的放大截面。在图2中，下文所述的各种元件通过其形状或轮廓表示，且彼此叠加地显示以强调一定的几何关系。应理解，各种元件可以存在于在沿z轴线方向的不同平面处的不同制造层，其按照需要提供各种操作间隙和/或隔绝层，如本领域技术人员基于以下描述和/或参考图4在下文所作的更详细介绍所能理解的。具体说，根据示例性实施例，使用一组窄长部分铜层制造磁场产生窄长部分EP1和EP2，该一组窄长部分铜层至少包括PCB的第一内部铜层，且使用PCB的一组接收器环圈铜层制造导电接收器环圈(receiver loops)SEN1-SEN24，该一组接收器环圈铜层包括比第一内部铜层更靠近检测器部分的前表面的至少一个铜层，所述前表面面对标尺图案180(即朝向图2的平面)。参考该主题，图2的检测器部分167的放大截面示出了每一个导电接收器环圈SEN14-SEN16的两个边缘，其与窄长部分EP1和EP2重叠，以虚线表明导电接收器环圈比窄长部分更靠近检测器部分的前表面。(也参见图4)。另一方面，图2的检测器部分167的主视图以实线示出了每一个导电接收器环圈SEN1-SEN24的两个边缘，仅是为了便于显示。在本发明的图中，应理解，为了清楚，一个或多个元件的x轴线、y轴线和/或z轴线上的尺寸可以被夸大。
标尺图案180的示出部分以虚线轮廓显示的信号调制元件SME，其位于标尺170上(如图1所示)。大部分信号调制元件SME的y方向极端隐藏在图2所示实施例中的第一和第二窄长部分EP1和EP2下方。应理解标尺图案180在操作期间相对于检测器部分167运动，如图1中可见。
在图2的例子中，标尺图案180具有沿y轴线方向(该y轴线方向垂直于x轴线)的额定标尺图案宽度尺寸NSPWD，且包括沿测量轴线方向MA(例如对应x轴线方向)周期地布置的分立的信号调制元件SME。然而，更通常的是，标尺图案180可以包括各种替换的空间调制图案，其包括分立元件或一个或多个连续图案元件(一个或多个)，只要图案具有根据沿x轴线方向的位置改变的空间特征即可，以便根据已知方法提供在检测器部分167的传感元件SEN(例如SEN14)中引起的取决于位置的检测器信号(在一些实施例中也称为检测器信号分量)。
在各种实施方式中，检测器部分167配置为安装在标尺图案180附近，且相对于标尺图案180沿测量轴线方向MA运动。检测器部分包括磁场产生线圈结构FGC和多个传感元件，其可以采取各种替换构造以用于与各种实施例中的各种相应信号处理方案组合，如本领域技术人员所应理解的。图2显示了传感元件SEN1-SEN24中的代表性的一组，其在该具体实施例中包括串联连接的导电接收器环圈(替换地称为传感环圈元件，传感线圈元件或传感绕组元件)。在该实施例中，邻近环圈元件通过PCB的各种层上的导体结构连接，所述导体根据已知方法通过馈穿(feedthrough：穿通连接)连接，使得它们具有相反的绕组极性(winding polarity)。即，如果第一环圈对具有正极性检测器信号贡献的变化磁场做出响应，则邻近环圈对负极性检测器信号贡献做出响应。在该具体实施例中，传感元件串联连接，使得它们的检测器信号或信号贡献相加，且“相加”的检测器信号在检测器信号输出连接部SDS1和SDS2处输出到信号处理结构(未示出)。虽然图2显示了一组传感元件以避免视觉混乱，但是，应理解，在一些实施例中，有利的是将检测器配置为在不同空间相位位置提供一个或多个额外组传感元件(例如以提供正交信号(quadrature signal))，如本领域技术人员所应理解的。然而，应理解本文所述的传感元件的构造仅是示例性的，且不是限制性的。作为一个例子，在一些实施例中，各传感元件环圈可以向相应信号处理结构输出独立信号，例如转让给本申请人的美国专利申请公开No.2018/003524中公开的，该文献通过引用全部合并于本文。更通常地，在各种实施例中，各种已知传感元件构造可以用于与本文公开和要求保护的原理组合，用于与各种已知标尺图案和信号处理方案组合。
各种传感元件和磁场产生线圈结构FGC可以固定在基板(例如图1的PCB 162)上。磁场产生线圈结构FGC可以被描述为围绕内部区域INTA，该内部区域具有沿x轴线方向的额定线圈区域长度尺寸NCALD和沿y轴线方向的约为YSEP的额定线圈区域宽度尺寸。在各种实施方式中，磁场产生线圈结构FGC可以包括围绕内部区域INTA的单匝。在操作中，磁场产生线圈结构FGC响应于线圈驱动信号在内部区域INTA中产生变化的磁通量。
在各种实施方式中，磁场产生线圈结构FGC可以包括输入部分INP、第一和第二窄长部分EP1和EP2、和端部部分EDP(例如参考图4和/或5所公开的那样实施)。输入部分INP包括第一和第二连接部分CP1和CP2，所述第一和第二连接部分将来自信号处理结构(例如图1的信号处理结构166或图6的信号处理结构766等)的线圈驱动信号连接到磁场产生线圈结构FGC。在一些实施例中，第一和第二连接部分CP1和CP2可以通过印刷电路板馈穿等连接到信号处理结构，且也可以利用参考端部部分EDP在下文公开的类似原理来屏蔽该连接。第一和第二窄长部分EP1和EP2每一个在内部区域INTA一侧附近沿x轴线方向延伸，且具有沿y轴线方向的额定示踪(generating trace)宽度尺寸NGTWD。在示出的实施例中，额定示踪宽度尺寸NGTWD对于第一和第二窄长部分EP1和EP2来说是相同的，但在所有实施例中这并不是必须的。(例如见图7B，其中将具有不同示踪宽度尺寸的两个窄长部分——FTIEP和FTOEP设置成对)。端部部分EDP(例如参考图4和/或5的公开所实施的)跨过与第一和第二窄长部分EP1和EP2之间的额定线圈宽度尺寸YSEP对应的y轴线方向间隔，以在它们之间在内部区域INTA的端部附近提供连接。在根据本文公开原理的各种实施方式中，磁场产生线圈结构FGC有利地使用设计比例配置，其中每一个额定示踪宽度尺寸NGTWD是额定线圈区域宽度尺寸YSEP的至少0.1倍。在一些实施方式中，磁场产生线圈结构FGC可以配置为使得每一个额定示踪宽度尺寸NGTWD是额定线圈区域宽度尺寸YSEP的至少0.15倍或至少0.25倍。在一些实施方式中，磁场产生线圈结构FGC可以配置为使得，每一个额定示踪宽度尺寸NGTWD是窄长部分EP1和EP2的在额定操作频率(其被限定为与响应于变化的磁通量而引起的检测器信号对应)下的趋肤深度(skin depth)的至少25倍。
传感元件SEN1-SEN24沿x轴线方向(例如对应于测量轴线方向MA)布置且固定在基板(例如图1的PCB 162)上。在图2的例子中，每一个传感元件SEN具有沿y轴线方向的额定传感元件宽度尺寸NSEWD，其中至少大部分的额定传感元件宽度尺寸NSEWD被包括在沿y轴线方向的额定线圈区域宽度尺寸YSEP中。传感元件SEN配置为提供检测器信号，其对通过标尺170的标尺图案180的邻近信号调制部分(例如一个或多个信号调制元件SME)提供的变化磁通量的局部效应做出响应。信号处理结构(例如图1的信号处理结构166、或图6的信号处理结构766等)可以配置为基于从检测器部分167输入的检测器信号确定多个传感元件SEN1-SEN24相对于标尺170的位置。通常，磁场产生线圈结构FGC和传感元件SEN1-SEN24等可以根据已知原理(例如用于感应编码器的原理)操作，例如所并入文献中所述的。
在各种实施方式中，磁场产生线圈结构FGC和传感元件SEN彼此绝缘(例如由于位于PCB的不同层中)。具体说，根据示例性实施例，使用一组窄长部分铜层制造磁场产生线圈结构FGC的窄长部分EP1和EP2，该一组窄长部分铜层至少包括PCB的第一内部铜层，和使用PCB的一组接收器环圈铜层制造传感元件(导电接收器环圈)SEN，该一组接收器环圈铜层包括比第一内部铜层更靠近检测器部分的前表面的至少一个铜层，所述前表面面对标尺图案180。在一个这种实施方式中，至少一个传感元件SEN的额定传感元件宽度尺寸NSEWD有利地大于窄长部分EP1和EP2之间的额定线圈区域宽度尺寸YSEP，且延伸超过窄长部分EP1或EP2中的至少一个的内部边缘IE，超过的量限定为重叠尺寸OD。此外，在各种实施例中，磁场产生线圈结构FGC可以有利地配置为使得每一个额定示踪宽度尺寸NGTWD大于相应重叠尺寸OD。在各种实施方式中，在PCB的第一内部铜层上制造窄长部分EP1和EP2，且传感元件SEN包括在PCB的一组接收器环圈铜层中制造的导电接收器环圈，该一组接收器环圈铜层包括比第一内部铜层更靠近检测器部分前表面的至少一个铜层(至少是在重叠尺寸OD附近)。
在各种实施方式中，磁场产生线圈结构FGC可以包括使用至少包括PCB162的第一内部铜层的一组窄长部分铜层制造的导电迹线(例如包括窄长部分EP1和EP2)。在各种实施方式中，传感元件SEN包括通过导电迹线形成的导电接收器环圈或磁通量传感环圈，该导电迹线是使用包括至少一个铜层的PCB的一组接收器环圈铜层制造的，该至少一个铜层比第一内部铜层更靠近检测器部分的面对标尺图案180的前表面。如上针对图1所述的，在各种实施方式中，检测器部分167可以被包括在各种类型的测量仪器中(例如卡尺、微米计、仪表、线性标尺等))。例如，检测器部分167可以固定到游标构件，且标尺图案180可以固定到具有与x轴线方向重合的测量轴线的梁构件。在这种构造中，游标构件可以可动地安装在梁构件上且在沿x轴线方向和y轴线方向延伸的平面中沿测量轴线方向MA可动，z轴线方向正交于该平面。
图3是显示了检测器部分367的第二示例性实施方式的平面图，该检测器部分可用作图1所示的电子位置编码器中的检测器部分167等。检测器部分367具有类似于图2的检测器部分167的特性和部件，且其设计和操作配置为实现本文公开和要求保护的各种设计原理。具体说，在图3中带有单引号附图标记的元件类似于图2中对应的没有单引号的相似附图标记，且可以理解为类似地操作，除非下文另有描述。
图3和图2实施例之间的主要差别是，检测器部分367沿y轴线方向比检测器部分167更窄(例如窄长部分EP1'和EP2'沿y轴线方向更靠近在一起)，使得额定标尺图案宽度尺寸NSPWD显著大于额定传感元件宽度尺寸NSEWD'，使得额定标尺图案宽度尺寸NSPWD显著大于额定传感元件宽度尺寸NSEWD'和检测器部分367的其他y轴线尺寸。例如，在一个具体实施方式中，额定传感元件宽度尺寸NSEWD'可以为额定标尺图案宽度尺寸NSPWD的约2/3或更小。在各种实施方式中，这种构造可以针对检测器部分367相对于标尺图案180的横向运动实现更大的侧向偏差公差。
尽管存在这种差别，但是检测器部分367的其他特征可以类似于检测器部分167中的那些特征。例如，使用至少包括印刷电路板(PCB)的第一内部铜层的一组窄长部分铜层制造窄长部分EP1'和EP2'，且使用PCB的一组接收器环圈铜层制造导电接收器环圈SEN1'-SEN24'，所述一组接收器环圈铜层包括至少一个铜层，该至少一个铜层比第一内部铜层更靠近检测器部分的面对标尺图案180的前表面(即朝向图3的平面)。在这方面，图3的检测器部分367的放大截面示出了每一个导电接收器环圈SEN14'-SEN16'的两个边缘，其与窄长部分EP1'和EP2'重叠，以虚线表明导电接收器环圈比窄长部分更靠近检测器部分的前表面。另一方面，图3的检测器部分367的主视图以实线示出了每一个导电接收器环圈SEN1'-SEN24'的两个边缘，仅是为了便于显示。
进一步类似于图2的检测器部分167的特征，图3的检测器部分367的每一个传感元件SEN'可以具有沿y轴线方向的额定传感元件宽度尺寸NSEWD'，其中至少大部分额定传感元件宽度尺寸NSEWD'被包括在沿y轴线方向的额定线圈区域宽度尺寸YSEP'中。在各种实施方式中，磁场产生线圈结构FGC'包括第一和第二窄长部分EP1'和EP2'和端部部分EDP'(例如参考图4和/或5公开的那样实施)，所有这些可以具有与检测器部分167的相应元件类似的构造。在一些实施方式中，磁场产生线圈结构FGC'可以配置为使得，额定迹线宽度尺寸NGTWD'至少为额定线圈区域宽度尺寸YSEP'的至少0.10倍，或至少0.15倍，或至少0.25倍。也可以与参考图2所述的类似的做出其他特征和/或设计关系，如果期望的话。
针对如上所述的检测器部分167和367的示例性构造，应理解，某些现有系统针对磁场产生线圈结构使用相对较窄的迹线和/或相对较大的内部区域(例如较大的区域INTA和/或额定线圈区域宽度尺寸YSEP)。更具体地，在某些现有系统中，通常认为相关检测器部分元件应具有相对高的感应系数，使得系统具有足够高的Q值，以进行相对长时间的谐振，这被认为对所采用的信号处理和测量方法来说是有利的。相反，根据本文公开的原理，使用了较宽的迹线宽度(例如对于特定应用所带来的总体检测器y轴线尺寸限制，以INTA和/或YSEP为代价)，这造成相对更小的感应系数和更小的总体阻抗，为此在相对更短的时间内流过更大量的电流(例如产生更强信号)，且仍然能在期望长度的时间内实现谐振，以用于测量。如上针对检测器部分167和367所述的，在各种实施方式中，每一个额定示踪宽度尺寸NGTWD为额定线圈区域宽度尺寸YSEP的至少0.10倍，或至少0.15倍，或至少0.25倍。作为一些具体的示例性值，在某些实施方式中，额定线圈区域宽度尺寸YSEP可以为约2.0mm，或8.0mm，或10mm，且每一个额定示踪宽度尺寸NGTWD可以为至少约0.25mm，或0.50mm，或1.00mm，或更大。这些可以与某些现有系统中约0.10mm的迹线宽度相当。在向磁场产生线圈结构输入相当水平的驱动信号时，例如本文公开的构造已经在一些情况下确定为，所能实现的检测器信号水平按1.5或更大的系数超过对比现有技术构造的信号水平(且在一些情况下按3或更大的系数超过)。
对于检测器部分167和367的示例性构造等，在各种实施方式中，如果传感元件SEN根据本文公开的最大信号增益设计原理配置，其中在磁场产生线圈结构FGC以内或与之重合(例如在INTA中)的传感元件磁场接收区域量应该相对最大化，而位于形成磁场产生线圈结构FGC的导体以外(例如沿y轴线方向)的传感元件磁场接收区域的量应该相对最小化，则传感元件SEN(例如图2和3示出的区域包围环圈或线圈元件)可以提供一些优于常规传感元件的优点(例如增加增益等)。应理解，图2和3所示的传感元件SEN呈现重叠尺寸OD，具有符合该原理的如上所述的设计关系。例如，每一个额定示踪宽度尺寸NGTWD大于相应的重叠尺寸OD。
图4是根据本文公开和要求保护的原理的等轴视“线框(wire frame)”图，显示了包括在检测器部分467中的磁场产生线圈结构FGC的端部部分EDP的第一示例性实施方式。图4是示意性透视图，其比平面图的图2和3更清楚地示出了窄长部分EP1和EP2和导电接收器环圈(SEN17-SEN24)在检测器部分中沿z轴线方向的放置。应理解，检测器部分467的元件可以与图2的检测器部分167的带类似附图标记的元件类似地设计和操作，且通常可以类比地来理解。检测器部分467包括磁场产生线圈结构FGC和多个传感元件SEN1-SEN24(图4示出了包括导电接收器环圈的代表性的传感元件SEN17-SEN24)。磁场产生线圈结构FGC包括第一和第二窄长部分EP1和EP2和端部部分EDP且被固定在PCB 162(图1)上且围绕内部区域INTA。
在各种实施方式中，磁场产生线圈结构FGC和传感元件SEN彼此绝缘，例如因为位于印刷电路板的不同层中。具体说，根据示例性实施例，使用一组窄长部分铜层制造磁场产生线圈结构FGC的窄长部分EP1和EP2，该一组窄长部分铜层至少包括PCB的第一内部铜层(在图4中的Z坐标Zep处)，和使用PCB的一组接收器环圈铜层制造导电接收器环圈SEN1-SEN24，该一组接收器环圈铜层包括比第一内部铜层(在Zep处)更靠近检测器部分的前表面(在Z坐标Zfs处)的至少一个铜层(在Z坐标ZseL1或ZseL2处)，所述前表面面对标尺图案180(即朝向图4的平面)。在图4中，各个标出的Z坐标可以理解为与各PCB层的相应表面重合或对其做出识别，但是可以使用替换的制造方法。标尺图案180的信号调制元件SME位于标尺170的表面上，在Z坐标Zsme处。应理解标尺170与携带检测器部分467的PCB分离。
如上所述，PCB(检测器部分467)具有位于Z坐标Zfs处的前表面(例如绝缘涂层的前表面)。在标尺表面Z坐标Zsme和前表面Z坐标Zfs之间存在操作间隙。磁场产生线圈结构FGC的窄长部分EP1和EP2是使用一组窄长部分铜层制造的且它们可以被绝缘涂层覆盖，该一组窄长部分铜层至少包括在Z坐标Zep处的第一内部铜层。传感元件SEN包括使用PCB的一组接收器环圈铜层制造的互连的导电接收器环圈，该一组接收器环圈铜层包括在Z坐标ZseL1或ZseL2处的至少一个铜层。可以使用馈穿在层(在Z坐标ZseL1和ZseL2处)之间连接导电接收器环圈，使得导电接收器环圈可以在彼此上方交叉，同时以串联方式将传感元件信号贡献连接并提供相应的信号贡献极性，将在下文所述更全面描述。
根据各种实施例，使用一组窄长部分铜层制造窄长部分EP1和EP2，该一组窄长部分铜层至少包括PCB的第一内部铜层(在Zep)，且使用PCB的一组接收器环圈铜层制造导电接收器环圈(SEN)，该一组接收器环圈铜层包括至少一个铜层(在ZseL1或ZseL2)，该至少一个铜层比第一内部铜层(在Zep)更靠近检测器部分的面对标尺图案180的前表面(在Zfs)。
在检测器部分的对比现有技术构造中，磁场产生线圈结构的窄长部分和导电接收器环圈以大致相反关系布置。例如，在对比现有技术构造中检测器部分包括至少使用PCB的内部铜层制造的导电接收器环圈，且使用至少一个铜层制造磁场产生线圈结构的窄长部分，该至少一个铜层比内部铜层(用于制造导电接收器环圈)更靠近检测器部分的面对标尺图案的前表面。对比现有技术构造的技术理由是降低磁场产生线圈结构的电阻，因为PCB的外侧层(更靠近或最靠近检测器部分的前表面)通常应适应更厚的铜镀。典型的PCB制造需要蚀刻“毛坯”包铜板，在它们之间添加间隔件，且将它们胶粘在一起，以形成每一个都具有相同(小)厚度的薄内部铜层。随后钻孔并将PCB置于电镀槽中，其在两外层上和每一个孔中生长出铜层(以形成馈穿)。通常，两外层具有相同厚度，该厚度比每一个内部铜层更大(更厚)。
发明人已经发现，通过使用“宽”迹线来配置如上所述的磁场产生线圈结构的窄长部分，能减少其电阻，减少了将磁场产生线圈结构置于PCB的(厚)外侧层中的技术要求。具体地，通过使用窄长部分——其每一个具有的额定示踪宽度尺寸是沿y轴线方向的第一内部区域宽度尺寸的至少0.1倍且由此甚至在非常薄铜层厚度的情况下也具有低电阻，将磁场产生线圈结构置于PCB的(厚)外侧层在技术上不再必要。发明人已经进一步发现，替代地将导电接收器环圈置于外侧层中(更靠近或最靠近检测器部分的前表面)意外地实现了编码器换能器增益(信号强度)的显著增加。在向磁场产生线圈结构输入相当的驱动信号时，已经确定使用PCB的内部铜层制造磁场产生线圈结构和使用比内部铜层更靠近检测器部分前表面的至少一个铜层制造导电接收器环圈能在一些情况下让检测器信号水平按1.5或更大的系数超过对比现有技术构造的信号水平。
由于与包括窄长部分和标尺图案180的磁场产生线圈结构FGC之间的发射器间隙相比，信号强度对导电接收器环圈和标尺图案180之间的接收器间隙更敏感，因此会造成信号强度的显著增加。与将导电接收器环圈放置为相对更远离面对标尺图案180的前表面时相比，将导电接收器环圈放置为更靠近或最靠近检测器部分的前表面允许接收器间隙的更精确控制和限定。
仍然参见图4，第一和第二窄长部分EP1和EP2每一个沿x轴线方向延伸，且沿垂直于x轴线和y轴线方向的z轴线方向，额定位于与检测器部分467的PCB的、面对标尺图案180的前表面(Zfs)相距窄长部分z距离EPZD＝(Zep-Zfs)。在各种实施例中，EPZD在窄长部分EP1和EP2布置为更靠近或最靠近前表面(Zfs)时被最小化。在一些实施方式中，导电接收器环圈包括平面迹线环圈部分和馈穿部分，该平面迹线环圈部分被形成在被包括于该一组接收器环圈铜层中的相应层(在ZseL1和ZseL2)中，该馈穿部分包括将它们各自层之间将平面迹线部分连接的金属化孔。至少大部分平面迹线部分可以被制造在比第一内部铜层(在Zep)更靠近检测器部分前表面(在Zfs)的相应层(在ZseL1和ZseL2)中。在进一步实施方式中，导电接收器环圈的所有平面迹线部分被制造在比第一内部铜层(在Zep)更靠近检测器部分的前表面(在Zfs)的相应层(在ZseL1和ZseL2)中。在一些实施方式中，导电接收器环圈的至少一些平面迹线部分被制造在相应层(在ZseL1或ZseL2)中，该相应层是位于检测器部分的前表面(在Zfs)上的铜层，或是最靠近检测器部分的前表面。
如上所述，端部部分EDP包括导电路径，该导电路径跨过与第一和第二窄长部分EP1和EP2之间的额定线圈区域宽度尺寸YSEP对应的y轴线方向间隔，以在它们之间在内部区域INTA的端部附近提供的连接。在图4所示的实施例中，端部部分EDP包括被屏蔽端部段SES，其位于具有Z坐标Zses的相应PCB层表面上，其额定位于与检测器部分467的PCB前表面(Zfs)相距被屏蔽端部段z距离SESZD＝(Zses-Zfs)处，其中被屏蔽端部段z距离SESZD大于窄长部分z距离EPZD。第一连接部分CNP1(例如PCB馈穿)将第一窄长部分EP1连接到被屏蔽端部段SES的第一端，且第二连接部分CNP2(例如PCB馈穿)将第二窄长部分EP2连接到被屏蔽端部段SES的第二端。
在图4所示的实施方式中，检测器部分467进一步包括导电屏蔽区域CSR(例如通过图4中略微任意放置的虚线“边缘”线表示的导电平面区域)，其沿x轴线和y轴线方向延伸且额定位于具有Z坐标Zcsr的相应PCB层表面上，该相应PCB层表面额定位于与检测器部分467的PCB前表面相距屏蔽区域z距离SRZD＝(Zcsr-Zfs)处。在各种实施方式中，屏蔽区域z距离SRZD小于被屏蔽端部段z距离SESZD，且导电屏蔽区域CSR位于被屏蔽端部段SES的至少一部分和检测器部分467的PCB的前表面(Zfs)之间。在一些实施例中，导电屏蔽区域CSR可以包括在检测器部分467的PCB中广大接地平面层(extensive ground plane layer)的一部分，或其可以包括分立区域。导电屏蔽区域CSR可以包括间隙孔，使得第一和第二连接部分CNP1和CNP2(例如PCB馈穿)导电屏蔽区域CSR分离或绝缘。
通常，通过用于磁场产生线圈结构端部部分(例如沿y轴线方向延伸的端部部分)的之前已知构造产生的磁场分量已经造成在最靠近它们的传感元件的检测器信号中出现误差分量——所谓的“端部效应”。已经试图在检测器中使用“锥形端构造”和/或通过让端部部分与端部传感元件间隔得更远来缓解该端部效应。然而，这些方法会不期望地降低信号强度，或增加检测器x轴线尺寸，或两种情况都有。相反，上述屏蔽构造趋于降低通过端部部分产生的磁场分量和/或防止其到达信号调制元件SME。如此，不管标尺位置如何，耦合到最近的传感元件的磁场分量更小和/或基本恒定，由此显著缓解任何端部效应。
如上所述，在各种实施方式中，可以在PCB的第一内部铜层上制造窄长部分EP1和EP2，可以在PCB的不同(例如“第三”)层(在Zses)中制造被屏蔽端部段SES，且在比PCB的第三层更靠近检测器的前表面(Zfs)(例如检测器PCB的前表面)的PCB层(例如“第四”层，在Zcsr)上制造导电屏蔽区域CSR。在一个这种实施方式中，可以在位于第一内部铜层(在Zep)和第三层(在Zses)之间的PCB第四层(在Zcsr)中制造导电屏蔽区域CSR。在这种构造中，导电屏蔽区域CSR可以包括PCB的接地平面层的至少一部分，其中接地平面层位于Zep处的第一内部铜层和Zses处的第三层之间。在一个实施方式中，窄长部分EP1或EP2和被屏蔽端部段SES之间的连接(例如作为第一或第二连接部分CNP1或CNP2的一部分)可以包括沿z轴线方向延伸的印刷电路板馈穿。在一个这种构造中，可以在印刷电路板的位于Zep处的第一内部铜层和Zses处的第三层之间的(第四)层上制造导电屏蔽区域CSR，且印刷电路板馈穿可以经过在导电屏蔽区域CSR中制造的开口。
图5是根据本文公开和要求保护的原理的等轴视“线框(wire frame)”图，显示了包括在检测器部分567中的磁场产生线圈结构FGC”的端部部分EDP”的第二示例性实施方式。图5是示意性透视图，其比平面图的图2和3更清楚地示出了窄长部分EP1和EP2和导电接收器环圈(SEN17-SEN24)在检测器部分中沿z轴线方向的放置。应理解，检测器部分567的元件可以与图2的检测器部分167和/或图4的检测器部分467的带类似附图标记的元件类似地设计和操作，且通常可以类比地来理解。
在图5中，如在图4中那样，各个标出的Z坐标可以理解为与各PCB层的相应表面重合或对其做出识别，但是可以使用替换的制造方法。标尺图案180的信号调制元件SME位于标尺170的表面上，在Z坐标Zsme处。检测器部分567具有位于Z坐标Zfs处的前表面(例如检测器部分567的PCB上的绝缘涂层的前表面)。在标尺表面Z坐标Zsme和前表面Z坐标Zfs之间存在操作间隙。窄长部分EP1和EP2是使用一组窄长部分铜层制造的且它们可以被绝缘涂层覆盖，该一组窄长部分铜层至少包括在Z坐标Zep处的第一内部铜层。传感元件SEN包括使用PCB的一组接收器环圈铜层制造的互连的导电接收器环圈，该一组接收器环圈铜层包括在Z坐标ZseL1或ZseL2处的至少一个铜层，如之前参考检测器部分467所述地连接。
第一和第二窄长部分EP1和EP2额定位于与检测器部分567的面对标尺图案180的前表面(Zfs)相距窄长部分z距离EPZD＝(Zep-Zfs)处。如检测器部分467中那样，端部部分EDP”包括导电路径，该导电路径跨过与第一和第二窄长部分EP1和EP2之间的额定线圈区域宽度尺寸YSEP对应的y轴线方向间隔，以在它们之间在内部区域INTA的端部附近提供的连接。在图5所示的实施例中，端部部分EDP”包括被屏蔽端部段SES”，其位于具有Z坐标Zses”的相应PCB层表面上，其额定位于与检测器部分567的前表面(Zfs)相距被屏蔽端部段z距离SESZD”＝(Zses”-Zfs)，其中被屏蔽端部段z距离SESZD”大于窄长部分z距离EPZD。第一连接部分CNP1(例如包括PCB馈穿CNP1A和导电迹线CNP1B)将第一窄长部分EP1连接到被屏蔽端部段SES的第一端，且第二连接部分CNP2(例如包括PCB馈穿CNP2A和导电迹线CNP2B)将第二窄长部分EP2连接到被屏蔽端部段SES的第二端。
在图5所示的实施方式中，检测器部分567进一步包括导电屏蔽区域CSR”(例如图5中的虚线边缘线表示的导电平面区域)，其沿x轴线和y轴线方向延伸且额定位于具有Z坐标Zcsr”的相应PCB层表面上，该相应PCB层表面额定位于与检测器部分567的PCB前表面相距屏蔽区域z距离SRZD”＝(Zcsr”-Zfs)处。在各种实施方式中，屏蔽区域z距离SRZD”小于被屏蔽端部段z距离SESZD”，且导电屏蔽区域CSR”位于被屏蔽端部段SES”的至少一部分和检测器部分567的PCB的前表面之间。对于图5所示的实施例，应理解，在一些实施方式中，屏蔽区域CSR”可以位于用于传感元件SEN的相同表面(一个或多个)上，如果期望的话(即，Zcsr”＝ZseL1或Zcsr"＝ZseL2，如果期望的话)。进而，在一个这种实施方式中，被屏蔽端部段SES”和导电迹线CNP1B和CNP2B可以位于与窄长部分EP1和EP2相同的表面上，如果期望的话(即，Zses”＝Zep和EPZD＝SESZD"，如此等等，如果期望的话)。在这种实施方式中，检测器部分567的PCB可以比检测器部分467包括更少的层和/或沿z轴线方向更薄。在任何情况下，检测器部分567中端部部分EDP”的被屏蔽构造以与参考检测器部分467中的端部部分EDP之前描述的类似的方式缓解端部效应。
对于如上所述的示例性检测器部分467和567，应理解，与磁场产生线圈结构FGC的窄长部分EP1和EP2的第一内部铜层位置相比，至少部分地基于被屏蔽端部段SES的相对层位置(例如位于不同PCB层上等)，导电屏蔽区域(一个或多个)CSR(CSR”)可以降低被屏蔽端部段SES对传感元件SEN的影响(例如与变化磁通量有关)。这种构造可以实现导电屏蔽区域(一个或多个)CSR(CSR”)的利用并允许更短的总体x轴线尺寸用于磁场产生线圈结构FGC(例如为此，不需要将端部部分EDP定位为远离传感元件SEN来避免响应于变化磁通量引起的检测器信号的影响等)。
图6是显示了包括电子位置编码器710的测量系统700的部件的一个示例性实施方式的方块图。应理解，图6的某些编号的部件7XX可以与图1的类似编号的部件对应和/或具有相似操作，除非在下文另有描述。电子位置编码器710包括标尺770和检测器部分767(它们一起形成换能器)和信号处理结构766。在各种实施方式中，检测器部分767可以包括针对图2-6如上所述的任何构造，或其他构造。测量系统700还包括用户界面特征，例如显示器738和用户可操作的开关734和736，且可以另外包括电源765。在各种实施方式中，也可以包括外部数据接口732。所有这些元件联接到信号处理结构766(或信号处理和控制电路)，其可以实施为信号处理器。信号处理结构766基于从检测器部分767输入的检测器信号确定检测器部分767的传感元件相对于标尺770的位置。
在各种实施方式中，图6的信号处理结构766(和/或图1的信号处理结构166)可以包括或具有执行软件的一个或多个处理器，以执行本文所述的功能。处理器包括可编程的通常目的或特殊目的微处理器，可编程控制器，专用集成电路(ASIC)，可编程逻辑装置(PLD)等，或这种装置的组合。软件可以存储在存储器中，例如随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪速存储器等，或这种部件的组合。软件也可以存储在一个或多个存储装置中，例如用于存储数据的基于光的盘片、闪速存储器装置、或任何其他类型的非易失存储介质。软件可以包括一个或多个程序模块，其包括例行程序、程序、目标、组件、数据结构等，其执行特定任务或执行特定抽象数据类型。在分布计算环境中，程序模块的功能可以跨经多个计算系统或装置组合或分布并经由服务号(service call)以有线或无线配置访问。
图7A是显示了可分别用作图1所示电子位置编码器中的检测器部分167和标尺图案180的检测器部分767和兼容标尺图案780的第三示例性实施方式的平面图。图7B是显示了大致与图7A对应的第三示例性实施方式的透视图。图7B是示意性透视图，其比作为平面图的图7A更清楚地示出了窄长部分(FTOEP，FTIEP，STOEP，STIEP)和导电接收器环圈(SEN1-SEN24)在检测器部分中沿z轴线方向的相对放置。检测器部分767具有类似于图2的检测器部分167的特性和部件，且其设计和操作配置为实现本文公开和要求保护的各种设计原理。具体说，通过图7A中的与图2或本文的其他图中的元件相似或相同(例如相似的“XX”后缀，如7XX和2XX))的附图标记或标号指定的元件指定类似的元件，且可以理解为类似地操作，除非另有说明。因此，将在下文描述检测器部分767和标尺图案780的显著差异。与之前所述的实施方式比较，在提供更鲁棒的信号准确性和或信号强度方面，检测器部分767和兼容标尺图案780提供额外优点，在下文进一步详细描述。
图7A/7B和图2的实施例之间的一个主要差异是，标尺图案780包括彼此平行布置的第一图案轨道(pattern track)FPT和第二图案轨道SPT。第一图案轨道FPT具有在第一轨道内部边界FTIB(最靠近另一图案轨道)和第一轨道外部边界FTEB(最远离另一图案轨道)之间的沿y轴线方向的额定第一图案轨道宽度尺寸FPTWD。第二图案轨道SPT具有在第二轨道内部边界STIB(其最靠近另一图案轨道)和第二轨道外部边界STEB(其最远离另一图案轨道)之间的沿y轴线方向的额定第二图案轨道宽度尺寸SPTWD。第一和第二图案轨道FPT和SPT每一个包括信号调制元件SME，其布置为提供按照沿x轴线方向的位置的周期性函数变化的空间变化特征。
另一主要差异是，检测器部分767配置为用于与标尺图案780兼容操作。检测器部分767包括可以固定在PCB上的磁场产生线圈结构FGC且包括第一轨道磁场产生线圈部分FTFGCP和第二轨道磁场产生线圈部分STFGCP。磁场产生线圈结构FGC可以包括输入部分INP，该输入部分包括将来自信号处理结构的线圈驱动信号连接到磁场产生线圈结构FGC的至少两个连接部分(例如CP1和CP2)。在磁场产生线圈结构FGC中，第一轨道磁场产生线圈部分FTFGCP围绕与第一图案轨道FPT对准的第一内部区域FINTA，且具有沿x轴线方向的额定第一内部区域长度尺寸FIALD和沿y轴线方向的额定第一内部区域宽度尺寸YSEP1，且响应于线圈驱动信号在第一内部区域FINTA中产生变化的第一磁通量。类似地，第二轨道磁场产生线圈部分STFGCP围绕与第二图案轨道SPT对准的第二内部区域SINTA且具有沿x轴线方向的额定第二内部区域长度尺寸SIALD和沿y轴线方向的额定第二内部区域宽度尺寸YSEP2，且响应于线圈驱动信号在第二内部区域SINTA中产生变化的第二磁通量。
检测器部分767还包括沿x轴线方向布置且固定在PCB上的多个传感元件SEN(例如SEN1，SEN14)，每一个传感元件SEN具有沿y轴线方向的额定传感元件宽度尺寸NSEWD，其跨过第一和第二内部区域FINTA和SINTA，其中多个传感元件配置为提供检测器信号，该检测器信号对通过标尺图案780的邻近信号调制元件SME提供的变化磁通量方面的局部效应做出响应。在各种实施方式中，多个传感元件SEN包括通过制造在印刷电路板上的导电迹线和馈穿所形成的导电接收器环圈。
在各种实施方式中(例如图7A所示)，配置为提供第一传感环圈极性(例如对第一极性的变化磁通量做出响应，以沿第一方向产生电流)的导电接收器环圈沿x轴线方向与配置为提供与第一传感环圈极性相反的第二传感环圈极性(例如对于与第一极性相反的变化磁通量做出响应，以沿相同方向产生电流)的导电接收器环圈交错。信号处理结构可以操作地连接到检测器部分，以根据已知方法基于从检测器部分767的所示传感元件SEN输入(和根据已知原理从设置在其他空间相位位置的其他未示出传感元件SEN输入)的检测器信号来提供线圈驱动信号并确定检测器部分和标尺图案之间的相对位置。
如图7A所示，磁场产生线圈结构FGC和传感元件SEN有利地根据本文之前公开的原理配置。磁场产生线圈结构FGC可以包括一个或多个所示馈穿，以针对一个或多个端部部分EDP执行被屏蔽构造。应理解，可以省略在具体实施方式中不需要或不期望的馈穿。
在图7A和7B所示的实施方式中，第一轨道第一和第二(例如内侧和外侧)窄长部分FTIEP和FTOEP分别在第一内部区域FINTA附近沿x轴线方向延伸。第一轨道内侧窄长部分FTIEP位于第一轨道内部边界FTIB附近，且第一轨道外侧窄长部分FTOEP位于第一轨道外部边界FTEB附近。第一轨道内侧窄长部分FTIEP具有沿y轴线方向的额定第一轨道内侧示踪宽度尺寸NFTIGTWD。第一轨道外侧窄长部分FTOEP具有沿y轴线方向的额定第一轨道外侧示踪宽度尺寸NFTOGTWD。根据本文公开的原理，每一个额定第一轨道示踪宽度尺寸NFTIGTWD和NFTOGTWD(其可以相同，或彼此不同)为额定第一内部区域宽度尺寸YSEP1的至少0.1倍。在一些实施方式中，如果第一轨道示踪宽度尺寸NFTIGTWD和NFTOGTWD为额定第一内部区域宽度尺寸YSEP1的至少0.15倍或至少0.25倍，则这是有利的。
第二轨道第一和第二(例如内侧和外侧)窄长部分STIEP和STOEP分别在第二内部区域SINTA附近沿x轴线方向延伸。第二轨道内侧窄长部分STIEP位于第二轨道内部边界STIB附近，且第二轨道外侧窄长部分STOEP位于第二轨道外部边界STEB附近。第二轨道内侧窄长部分STIEP具有沿y轴线方向的额定第二轨道内侧示踪宽度尺寸NSTIGTWD。第二轨道外侧窄长部分STOEP具有沿y轴线方向的额定第二轨道外侧示踪宽度尺寸NSTOGTWD。根据本文公开的原理，每一个额定第二轨道示踪宽度尺寸NSTIGTWD和NSTOGTWD(其可以相同，或彼此不同)为额定第二内部区域宽度尺寸YSEP2的至少0.1倍。在一些实施方式中，如果第二轨道示踪宽度尺寸NSTIGTWD和NSTOGTWD为额定第二内部区域宽度尺寸YSEP2的至少0.15倍或至少0.25倍，则这是有利的。也可以与参考图2所述的类似的做出其他特征和/或设计关系，如果期望的话。
使用至少包括PCB的第一内部铜层的一组窄长部分铜层制造第一轨道第一和第二(例如内侧和外侧)窄长部分FTIEP和FTOEP，且使用PCB的一组接收器环圈铜层制造导电接收器环圈(SEN1-SEN24)，该一组接收器环圈铜层包括至少一个铜层，该至少一个铜层比第一内部铜层更靠近检测器部分的面对标尺图案180的前表面。类似地，使用至少包括PCB的第二内部铜层的一组窄长部分铜层制造第二轨道第一和第二窄长部分STIEP和STOEP，且使用PCB的一组接收器环圈铜层制造导电接收器环圈(SEN1-SEN24)，该一组接收器环圈铜层包括至少一个铜层，该至少一个铜层比第二内部铜层更靠近检测器部分的面对标尺图案180的前表面。用于制造第二轨道第一和第二窄长部分STIEP和STOEP的PCB的第二内部铜层与用于制造第一轨道第一和第二窄长部分FTIEP和FTOEP的PCB的第一内部铜层相同，其共同形成内部窄长部分层。
在各种实施方式中，在上述特征组合时，至少大部分额定传感元件宽度尺寸NSEWD被包括在第一轨道外侧窄长部分FTOEP和第二轨道外侧窄长部分STOEP之间。在一些实施方式中，至少大部分额定传感元件宽度尺寸NSEWD被包括在第一和第二内部区域FINTA和SINTA中。在各种实施方式中，磁场产生线圈结构FGC和传感元件SEN彼此绝缘。如图7A所示，至少一个传感元件SEN的额定传感元件宽度尺寸NSEWD大于跨经第一轨道外侧窄长部分FTOEP和第二轨道外侧窄长部分STOEP之间的总体内部区域宽度尺寸OIAWD，且延伸超过第一轨道外侧窄长部分FTOEP和第二轨道外侧窄长部分STOEP中的至少一个的内部边缘IE，超过的量被限定为重叠尺寸(例如分别是第一轨道重叠尺寸FTOD和/或第二轨道重叠尺寸STOD)。在各种实施方式中，磁场产生线圈结构FGC配置为使得每一个额定外侧示踪宽度尺寸(NFTOGTWD和NSTOGTWD)大于其相关重叠尺寸。在各种实施方式中，所有窄长部分(FTIEP，FTOEP，STIEP和STOEP)在PCB的内部窄长部分层中制造，如上所述，且传感元件SEN包括在PCB的一个或多个接收器环圈铜层中制造的导电接收器环圈，所述一个或多个接收器环圈铜层包括比内部窄长部分层更靠近检测器部分前表面的至少一个铜层(至少是在重叠尺寸附近)。
在图7A和7B所示的具体实施方式中，第一和第二图案轨道FPT和SPT每一个可以包括根据在第一和第二图案轨道FPT和SPT中沿x轴线方向的相同空间周期或波长布置的相同类型的信号调制元件SME。第二图案轨道SPT中的信号调制元件SME沿测量轴线方向(X轴线方向)相对于第一图案轨道中的信号调制元件偏差了约W/2的额定标尺轨道偏差STO。如图7A中的电流流动箭头所述，磁场产生线圈结构FGC配置为在第一内部区域FINTA中产生具有第一极性的第一轨道变化磁通量，且在第二内部区域SINTA产生具有与第一极性相反的第二极性的第二轨道变化磁通量。如前所述，多个传感元件SEN包括通过PCB上制造的导电迹线形成的导电接收器环圈(传感环圈极性沿x轴线方向交替)，其中至少大部分导电接收器环圈每一个沿y轴线方向跨过第一和第二内部区域FINTA和SINTA，且其中每一个传感元件SEN在第一和第二内部区域FINTA和SINTA中提供相同传感环圈极性。因为第一内部区域FINTA中产生的磁通量极性与第二内部区域SINTA中产生的磁通量极性相反，所以这与在第一和第二图案轨道FPT和SPT中具有约W/2的标尺轨道偏差STO的信号调制元件SME相互作用，以在每一个传感元件SEN中产生强化信号贡献。
图8是显示了可分别用作图1所示电子位置编码器中的检测器部分167和标尺图案180的检测器部分867和兼容标尺图案780的第四示例性实施方式的平面图。图8所示的标尺图案780可以与图7A所示的标尺图案780相似或相同，且将不在后文详述，但是与检测器部分867的操作有关的内容除外。检测器部分867具有类似于图7A的检测器部分767的特性和部件，且其设计和操作配置为实现本文公开和要求保护的相似设计原理，且提供相似优点。通过图8中的与图7A或本文的其他图中的元件相似或相同(例如相似的“XX”后缀，如8XX和7XX))的附图标记或标号指定的元件指定类似的元件，且可以理解为类似地操作，除非另有说明。因此，将在下文描述检测器部分867和检测器部分767的显著差异。
类似于检测器部分767，检测器部分867配置为用于与标尺图案780兼容操作。第一轨道磁场产生线圈部分FTFGCP围绕与第一图案轨道FPT对准的第一内部区域FINTA，且具有沿x轴线方向的额定第一内部区域长度尺寸FIALD和沿y轴线方向的额定第一内部区域宽度尺寸YSEP1，且响应于线圈驱动信号在第一内部区域FINTA中产生变化的第一磁通量。类似地，第二轨道磁场产生线圈部分STFGCP围绕与第二图案轨道SPT对准的第二内部区域SINTA且具有沿x轴线方向的额定第二内部区域长度尺寸SIALD和沿y轴线方向的额定第二内部区域宽度尺寸YSEP2，且响应于线圈驱动信号在第二内部区域SINTA中产生变化的第二磁通量。
检测器部分867和检测器部分767之间的一个显著差异是，如图8中电流流动箭头所示，磁场产生线圈结构FGC配置为在第一内部区域FINTA中产生具有第一极性的第一轨道变化磁通量，且在第二内部区域SINTA产生具有与第一极性相同的第二极性的第二轨道变化磁通量。与之相关的是多个传感元件SEN(例如SEN1，SEN14)中的第二显著差异，如下所述。
类似于检测器部分767，在检测器部分867中，多个传感元件SEN具有沿y轴线方向的额定传感元件宽度尺寸NSEWD，其跨过第一和第二内部区域FINTA和SINTA，且多个传感元件SEN配置为提供检测器信号，该检测器信号对通过标尺图案780的邻近信号调制元件SME提供的变化磁通量方面的局部效应做出响应。多个传感元件SEN包括在PCB的一个或多个接收器环圈铜层中制造的导电接收器环圈，其中至少大部分导电接收器环圈每一个沿y轴线方向跨过第一和第二内部区域FINTA和SINTA。然而，与检测器部分767对比，检测器部分867中示出的导电接收器环圈每一个包括它们的导电迹线的交叉或扭转，以在第一内部区域FINTA和第二内部区域SINTA中提供相反传感环圈极性。在各种实施例中，对至少大部分导电接收器环圈，它们的导电迹线的交叉或扭转位于“停用”中央区域中或上方，该“停用”中央区域包括在第一内部区域FINTA和第二内部区域SINTA之间的第一轨道内侧窄长部分FTIEP和第二轨道内侧窄长部分STIEP，以避免形成不期望的信号干扰。
如图8所示，传感元件SEN的导电接收器环圈还配置为具有沿x轴线方向交错的相反传感环圈极性(例如通过图8的下部部分中放大部分所示的相关电流流动箭头和一个示例性传感环圈导体图示意性地示出)。
根据以上描述，因为第一内部区域FINTA中产生的磁通量极性与第二内部区域SINTA中产生的磁通量极性相同，所以这与第一和第二图案轨道FPT和SPT中的具有约W/2的标尺轨道偏差STO的信号调制元件SME相互作用，以在每一个“扭转”传感元件SEN中产生强化信号贡献。信号处理结构可以操作地连接到检测器部分，以根据已知方法基于从检测器部分867的所示传感元件SEN输入(和根据已知原理从设置在其他空间相位位置的其他未示出传感元件SEN输入)的检测器信号来提供线圈驱动信号并确定检测器部分和标尺图案之间的相对位置。
如图8所示，磁场产生线圈结构FGC和传感元件SEN有利地根据本文之前公开的原理配置。磁场产生线圈结构FGC可以包括一个或多个所示馈穿，以针对一个或多个端部部分EDP执行被屏蔽构造。应理解，可以省略在具体实施方式中不需要或不期望的馈穿。根据本文公开的原理，每一个额定第一轨道示踪宽度尺寸NFTIGTWD和NFTOGTWD为额定第一内部区域宽度尺寸YSEP1的至少0.1倍。在一些实施方式中，如果第一轨道示踪宽度尺寸NFTIGTWD和NFTOGTWD为额定第一内部区域宽度尺寸YSEP1的至少0.15倍或至少0.25倍，则这是有利的。根据本文公开的原理，每一个额定第二轨道示踪宽度尺寸NSTIGTWD和NSTOGTWD为额定第二内部区域宽度尺寸YSEP2的至少0.1倍。在一些实施方式中，如果第二轨道示踪宽度尺寸NSTIGTWD和NSTOGTWD为额定第二内部区域宽度尺寸YSEP2的至少0.15倍或至少0.25倍，则这是有利的。
也可以类比参考检测器部分767所述的兼容特征和/或设计关系得出用在检测器部分867中的其他特征和/或设计关系，如果期望的话。
用在磁场产生极性和传感元件极性的组合中的两个轨道标尺图案(类似于参考图7A和7B和图8如上所述的)可以有助于降低或消除某些信号偏差分量，否则其会在单轨道标尺图案构造中出现，如在’958专利(其在之前通过引用并入本文)中指出但没有给出详细的制造或布局考虑。如之前在本文示出的，现有系统(例如‘958专利中给出的)使用相对较窄迹线和/或相对较大内部区域(例如较大内部区域FINTA和/或SINTA和/或额定线圈区域宽度尺寸YSEP1和/或YSEP2)来用于磁场产生线圈结构。在某些现有系统中，通常认为期望的是让检测器传感元件具有相对大的区域，以接收产生线圈内部区域中的变化磁通量，这被认为在电流流动和信号强度方面是有利的。相反，相反，根据本文公开的原理，使用较宽的迹线宽度(例如对于特定应用所带来的检测器y轴线尺寸限制，以内部区域FINTA和/或SINTA和/或YSEP1和/或YSEP2为代价)，这为磁场产生线圈结构FGC造成相对更小的总体阻抗，为此在相对更短的时间内流过更大量的电流(例如产生更强信号)，且仍然能在期望长度的时间内实现谐振，以用于测量。对于双轨道标尺图案这是尤其有价值的，由于实际考虑这可以被限制为相对小的第一轨道图案宽度和第二轨道图案宽度(例如装配到与之前利用的单轨道编码器相同的空间中)。在向磁场产生线圈结构输入相当水平的驱动信号时，根据本文公开原理配置的双轨道构造在一些情况下已经确定为所能实现的检测器信号水平按1.5或更大的系数超过对比现有技术构造的信号水平(且在一些情况下按3或更大的系数超过)。
尽管已经显示和描述了本发明的优选实施方式，基于本发明，本领域技术人员可以理解特征的所示和所述布置和操作顺序的许多变化。各种替换形式可以用于执行本文公开的原理。
参考图2和3和7A和8所示和所述的实施例利用非零的重叠尺寸OD，但是这并不是对所有实施例的要求。作为另一例子，图7A、7B和8所示的传感元件SEN和标尺轨道偏差STO的具体构造仅是示例性的，且不是限制性的。其他标尺轨道偏移量STO可以用于与传感元件SEN形状的合适调试组合，以适应特定量的标尺轨道偏差，如本领域技术人员基于以上公开的描述和原理所能理解的。作为另一例子，应理解，在各种实施方式中，信号调制元件SME可以包括环圈元件或板元件，或材料性质变化，和/或可以具有沿x轴线方向的W/2的尺寸，或比W/2更多或更少，以在各种实施方式中产生期望的周期性信号波形。作为另一例子，应理解，本文公开的各种特征和原理可以应用于旋转位置编码器，其中圆形测量轴线方向和径向方向类似于如上所述的x轴线方向和y轴线方向。
如上所述的各种实施方式和特征可组合以提供进一步的实施方式。所有在本说明书中引用的美国专利和美国专利申请通过引用全部并入本文。如果必要，实施方式的一些方面可改变，以采用各种专利和申请的原理，以提供进一步实施方式。
可根据上述详细描述对实施方式做出这些和其他改变。通常，在权利要求中，所使用的术语不应理解为是将权利要求限制为说明书和权利要求中公开的具体实施方式，耳塞应该立即为包括权利要求所涵盖的所有可能实施方式以及等效形式的全部范围。

Claims (11)

1.一种电子位置编码器，能用于沿与x轴线方向重合的测量轴线方向测量两个元件之间的相对位置,该电子位置编码器包括：
标尺，沿测量轴线方向延伸且包括信号调制标尺图案，该信号调制标尺图案包括至少一个第一图案轨道，该至少一个第一图案轨道具有沿垂直于x轴线方向的y轴线方向的轨道宽度尺寸，每一个图案轨道包括信号调制元件，该信号调制元件布置为提供空间变化特征，该空间变化特征按照沿x轴线方向的位置的周期性函数变化；
检测器部分，配置为安装在所述至少一个第一图案轨道附近且沿测量轴线方向相对于所述至少一个第一图案轨道运动，检测器部分包括多层印刷电路板(PCB)，包括：
磁场产生线圈结构，其被固定在PCB上，包括：
第一轨道磁场产生线圈部分，其围绕与第一图案轨道对准的第一内部区域且具有沿x轴线方向的额定第一内部区域长度尺寸和沿y轴线方向的额定第一内部区域宽度尺寸，并响应于线圈驱动信号在第一内部区域中产生第一轨道变化磁通量，和
多个传感元件，包括沿x轴线方向布置且固定在PCB上并与第一内部区域对准的相应导电接收器环圈，其中多个传感元件配置为提供检测器信号，该检测器信号对通过标尺图案的邻近信号调制元件提供的第一轨道变化磁通量的局部效应做出响应；和
信号处理结构，其操作地连接到检测器部分以提供线圈驱动信号，且基于从检测器部分输入的检测器信号确定检测器部分和标尺图案之间的相对位置，
其中:
磁场产生线圈结构包括：
输入部分，其包括将来自信号处理结构的线圈驱动信号连接到磁场产生线圈结构的至少两个连接部分；
第一轨道第一和第二窄长部分，在第一内部区域附近沿x轴线方向延伸，该第一轨道第一和第二窄长部分每一个具有沿y轴线方向的额定第一轨道示踪宽度尺寸；和
至少一个第一轨道端部部分，跨过第一轨道第一和第二窄长部分之间的y轴线方向间隔，以在它们之间在第一内部区域端部附近提供连接，且
磁场产生线圈结构配置为使得额定第一轨道示踪宽度尺寸为额定第一内部区域宽度尺寸的至少0.1倍；和
使用至少包括PCB的第一内部铜层的一组窄长部分铜层制造第一轨道第一和第二窄长部分，且使用PCB的一组接收器环圈铜层制造导电接收器环圈，该一组接收器环圈铜层包括至少一个铜层，该至少一个铜层比第一内部铜层更靠近检测器部分的面对信号调制标尺图案的前表面。
2.如权利要求1所述的电子位置编码器，其中：
导电接收器环圈包括平面迹线环圈部分和馈穿部分，该平面迹线环圈部分被形成在被包括于该一组接收器环圈铜层中的相应层中，该馈穿部分包括将它们各自层之间的平面迹线部分连接的金属化孔；和
至少大部分平面迹线部分被制造在比第一内部铜层更靠近检测器部分前表面的相应层中。
3.如权利要求2所述的电子位置编码器，其中导电接收器环圈的平面迹线部分中的至少一些被制造在相应层中，该相应层是位于检测器部分前表面上的铜层，或该相应层最靠近检测器部分的前表面。
4.如权利要求1所述的电子位置编码器，其中每一个额定第一轨道示踪宽度尺寸是额定第一内部区域宽度尺寸的至少0.25倍。
5.如权利要求1所述的电子位置编码器，至少大部分相应导电接收器环圈具有跨过第一内部区域的沿y轴线方向的额定传感元件宽度尺寸；
第一轨道第一和第二窄长部分与导电接收器环圈绝缘；
额定传感元件宽度尺寸大于跨经第一内部区域的尺寸，该第一内部区域在第一轨道第一窄长部分和第一轨道第二窄长部分的内部边缘之间；和
至少大部分导电接收器环圈与第一轨道第一窄长部分或第一轨道第二窄长部分中的至少一个沿y轴线方向重叠，所重叠的相应重叠尺寸小于相应重叠尺寸附近的额定示踪宽度尺寸。
6.如权利要求1所述的电子位置编码器，其中：
信号调制标尺图案包括布置为与第一图案轨道平行的第二图案轨道，第一和第二图案轨道每一个包括沿x轴线方向的信号调制元件；
磁场产生线圈结构包括第二轨道磁场产生线圈部分，该第二轨道磁场产生线圈部分围绕与第二图案轨道对准的第二内部区域且具有沿x轴线方向的额定第二内部区域长度尺寸和沿y轴线方向的额定第二内部区域宽度尺寸，且响应于线圈驱动信号在第二内部区域中产生第二轨道变化磁通量，其中多个传感元件对准第一和第二内部区域；
磁场产生线圈结构包括在第二内部区域附近沿x轴线方向延伸的第二轨道第一和第二窄长部分，第二轨道第一和第二窄长部分每一个具有沿y轴线方向的额定第二轨道示踪宽度尺寸，该额定第二轨道示踪宽度为额定第二区域宽度尺寸的至少0.1倍；
磁场产生线圈结构包括第二轨道端部部分，其跨过第二轨道第一和第二窄长部分之间的y轴线方向间隔，以在它们之间在第二内部区域的端部附近提供连接；和
使用至少包括PCB的第二内部铜层的一组窄长部分铜层制造第二轨道第一和第二窄长部分，且使用PCB的一组接收器环圈铜层制造导电接收器环圈，该一组接收器环圈铜层包括至少一个铜层，该至少一个铜层比第二内部铜层更靠近检测器部分的面对信号调制标尺图案的前表面。
7.如权利要求6所述的电子位置编码器，其中：
第一和第二图案轨道每一个包括在第一和第二图案轨道中沿x轴线方向根据相同空间周期或波长W布置的相同类型的信号调制元件，其中第二图案轨道中的信号调制元件沿测量轴线方向相对于第一图案轨道中的信号调制元件偏差了约W/2的额定标尺轨道偏差；
磁场产生线圈结构配置为在第一内部区域中产生具有第一极性的第一轨道变化磁通量，且在第二内部区域中产生具有与第一极性相反的第二极性的第二轨道变化磁通量；和
至少大部分导电接收器环圈每一个沿y轴线方向跨过第一和第二内部区域且在第一和第二内部区域中提供相同传感环圈极性。
8.如权利要求6所述的电子位置编码器，其中：
第一和第二图案轨道每一个包括在第一和第二图案轨道中沿x轴线方向根据相同空间周期或波长W布置的相同类型的信号调制元件，其中第二图案轨道中的信号调制元件沿测量轴线方向相对于第一图案轨道中的信号调制元件偏差了约W/2的额定标尺轨道偏差；
磁场产生线圈结构配置为在第一内部区域中产生具有第一极性的第一轨道变化磁通量，且在第二内部区域中产生具有与第一极性相同的第二极性的第二轨道变化磁通量；和
至少大部分导电接收器环圈每一个沿y轴线方向跨过第一和第二内部区域且包括位于一区域中的其导电迹线的交叉或扭转，该区域包括在第一内部区域和第二内部区域之间的第一轨道第一窄长部分和第二轨道第一窄长部分，以在第一和第二内部区域中提供相反传感环圈极性。
9.如权利要求6所述的电子位置编码器，其中磁场产生线圈结构包括至少一个被屏蔽端部部分，该至少一个被屏蔽端部部分大致沿y轴线方向延伸且连接到至少一个窄长部分，该至少一个窄长部分沿z轴线方向额定位于与检测器部分的前表面相距窄长部分z轴线方向距离处，该前表面面对信号调制标尺图案，该z轴线方向垂直于x轴线和y轴线方向，其中被屏蔽端部部分包括：
被屏蔽端部段，其额定位于与检测器部分的前表面相距被屏蔽端部段z轴线方向距离，其中被屏蔽端部段z轴线方向距离大于窄长部分z轴线方向距离；和
检测器部分进一步包括导电屏蔽区域，该导电屏蔽区域沿x轴线和y轴线方向延伸且额定位于与前表面相距屏蔽区域z轴线方向距离，其中屏蔽区域z轴线方向距离小于被屏蔽端部段z轴线方向距离，且屏蔽区域位于被屏蔽端部段的至少一部分和检测器部分的前表面之间。
10.如权利要求9所述的电子位置编码器，其中至少一个被屏蔽端部部分包括连接第一轨道第一和第二窄长部分的第一轨道端部部分和连接第二轨道第一和第二窄长部分的第二轨道端部部分。
11.一种检测器部分，作为电子位置编码器的一部分与标尺和信号处理结构一起使用，该电子位置编码器能用于沿与x轴线方向重合的测量轴线方向测量两个元件之间的相对位置，该标尺沿测量轴线方向延伸且包括信号调制标尺图案，该信号调制标尺图案包括至少一个第一图案轨道，该至少一个第一图案轨道具有沿垂直于x轴线方向的y轴线方向的轨道宽度尺寸，每一个图案轨道包括信号调制元件，该信号调制元件布置为提供空间变化特征，该空间变化特征按照沿x轴线方向的位置的周期性函数变化，其中该检测器部分配置为安装在所述至少一个第一图案轨道附近且沿测量轴线方向相对于所述至少一个第一图案轨道运动，且该信号处理结构其操作地连接到检测器部分以提供线圈驱动信号，且基于从检测器部分输入的检测器信号确定检测器部分和标尺图案之间的相对位置，该检测器部分包括多层印刷电路板(PCB)，包括：
磁场产生线圈结构，其被固定在PCB上，包括：
第一轨道磁场产生线圈部分，其围绕与第一图案轨道对准的第一内部区域且具有沿x轴线方向的额定第一内部区域长度尺寸和沿y轴线方向的额定第一内部区域宽度尺寸，并响应于线圈驱动信号在第一内部区域中产生第一轨道变化磁通量，和
多个传感元件，包括沿x轴线方向布置且固定在PCB上并与第一内部区域对准的相应导电接收器环圈，其中多个传感元件配置为提供检测器信号，该检测器信号对通过标尺图案的邻近信号调制元件提供的第一轨道变化磁通量的局部效应做出响应；和
其中:
磁场产生线圈结构包括：
输入部分，其包括将来自信号处理结构的线圈驱动信号连接到磁场产生线圈结构的至少两个连接部分；
第一轨道第一和第二窄长部分，在第一内部区域附近沿x轴线方向延伸，该第一轨道第一和第二窄长部分每一个具有沿y轴线方向的额定第一轨道示踪宽度尺寸；和
至少一个第一轨道端部部分，跨过第一轨道第一和第二窄长部分之间的y轴线方向间隔，以在它们之间在第一内部区域端部附近提供连接，且
磁场产生线圈结构配置为使得额定第一轨道示踪宽度尺寸为额定第一内部区域宽度尺寸的至少0.1倍；和
使用至少包括PCB的第一内部铜层的一组窄长部分铜层制造第一轨道第一和第二窄长部分，且使用PCB的一组接收器环圈铜层制造导电接收器环圈，该一组接收器环圈铜层包括至少一个铜层，该至少一个铜层比第一内部铜层更靠近检测器部分的面对信号调制标尺图案的前表面。
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