CN113432629A - 用于感应位置编码器的发射器和接收器配置 - Google Patents

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Abstract

一种电子位置编码器，包括标尺和检测器。该检测器包括磁场产生线圈(FGC)，该磁场产生线圈具有界定产生磁场区域的细长部分和感测区域，两者都沿着标尺对准。感测区域中的感测元件响应于与所产生的磁场相互作用的标尺而提供位置信号。感测元件和细长部分被制造在检测器部分的“前”层中。制造在“后”层中的交叉屏蔽端部部分(SES)通过馈通而连接细长部分。感测元件区域比FGC的细长部分长。正交于这些层的SES的投影与感测元件区域中的感测元件重叠。导电屏蔽区域CSR配置在被置于前层和后层之间的CSR层中，以拦截SES朝向重叠的感测元件的至少大部分投影。

Description

用于感应位置编码器的发射器和接收器配置
技术领域
本公开涉及测量仪器，更具体地说，涉及可以在精密测量仪器中使用的感应位置编码器。
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。这些换能器使用读取头中发射器和接收器的各种几何构造来测量读取头和标尺之间的运动。磁换能器和感应换能器对污染相对稳定，因此在许多应用中都是理想的。
美国专利No.6,011,389(’389专利)描述了一种可用于高精度应用的感应电流位置换能器。美国专利No.5,973,494(’494专利)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，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测量。美国专利No.7,906,958(’958专利)描述了一种可用于高精度应用的感应电流位置换能器，其中具有两个平行半部和多组发射线圈和接收线圈的标尺减轻了某些信号偏移分量，否则这些分量可能在感应电流位置换能器中产生误差。所有前述内容在此通过引用全部并入。如这些专利中所述，感应电流换能器可以使用印刷电路板技术制造，并且很大程度上不受污染。
然而，这种系统在提供用户期望的特征的某些组合的能力方面可能受到限制，例如信号强度、紧凑尺寸、高分辨率、成本、对未对准和污染的鲁棒性等的组合。期望的是提供这些和其他特征的改进组合的编码器的配置。
发明内容
提供该内容是为了以简化的形式介绍将在下面的详细描述中进一步描述的一些概念。该概述不旨在标识所要求保护的主题的关键特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
提供了一种电子位置编码器，其可用于沿着与x轴线方向一致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配置。标尺沿着测量轴线方向延伸，并且包括信号调制标尺图案，该信号调制标尺图案包括至少第一图案轨道，该第一图案轨道具有沿着垂直于x轴线方向的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在平行于第一图案轨道的x轴线方向上延伸的第二图案轨道。每个图案轨道包括信号调制元件，这些信号调制元件被布置成提供作为沿着x轴线方向的位置的周期性函数而变化的空间变化特性。
检测器部分被配置为安装在至少第一图案轨道附近，并且相对于至少第一图案轨道沿着测量轴线方向移动。
在各种实施方式中，检测器部分包括多层电路元件(例如，印刷电路板或多层电路元件)，其具有在正常操作期间面向标尺的前表面。磁场产生线圈配置(发射器)固定在多层电路元件上。磁场产生线圈配置包括：输入部分，所述输入部分将其连接到来自信号处理配置的线圈驱动信号，以及第一轨道磁场产生线圈部分，其被配置为标称地围绕与第一图案轨道对准的第一轨道所产生磁场区域，并响应于线圈驱动信号在第一轨道所产生磁场区域中产生第一轨道变化磁通量。第一轨道磁场产生线圈部分可以被描述为包括：第一轨道第一侧和第二侧细长部分，其被制造在多层电路元件的一个或多个细长部分层中，并且沿着x轴线方向靠近第一轨道所产生磁场区域的第一侧和第二侧延伸，其中第一轨道第一侧和第二侧细长部分共同跨越或限定了沿着x轴线方向的第一轨道细长部分长度尺寸，并且第一轨道第一侧和第二侧细长部分之间的y轴线方向间隔限定标称第一轨道所产生磁场区域宽度尺寸。第一轨道磁场产生线圈部分还包括第一轨道屏蔽端部部分，其被制造在多层电路元件的第一轨道屏蔽端部部分层中，并且跨越第一轨道第一侧和第二侧细长部分之间的y轴线方向间隔，并且被包括在将第一轨道磁场产生线圈部分中的第一轨道第一侧和第二侧细长部分连接的端部导体路径中。
检测器部分包括至少一个第一轨道屏蔽端部配置，该第一轨道屏蔽端部配置包括第一轨道屏蔽端部部分和导电屏蔽区域配置，该导电屏蔽区域配置包括至少一个第一轨道导电屏蔽区域，该第一轨道导电屏蔽区域沿x轴线和y轴线方向延伸，并被制造在第一轨道屏蔽区域层中，该第一轨道屏蔽区域层相对于它们的沿与多层电路元件前表面FS标称垂直的z轴线方向的位置位于第一轨道屏蔽端部部分层和多层电路元件的一个或多个接收器环路层之间。检测器部分还包括多个感测元件，这些感测元件包括被制造在多层电路元件的一个或多个接收器环路层中的相应导电接收器环路，其中导电接收器环路沿着x轴线方向分布在与第一图案轨道标称对准的第一轨道感测元件区域上。感测元件被配置成提供检测器信号或检测器信号贡献，所述检测器信号或检测器信号贡献对由标尺图案的相邻信号调制元件SME提供的第一轨道变化磁通量上的局部效应做出响应。
信号处理配置可以可操作地连接到检测器部分，以提供线圈驱动信号，并且被配置为基于从检测器部分输入的检测器信号来确定检测器部分和标尺图案之间的相对位置。
在根据本文公开的原理的各种实施方式中，检测器部分被配置如下:
第一轨道感测元件区域在沿着x轴线方向的第一轨道感测元件区域长度尺寸和沿着y轴线方向的第一轨道感测元件区域宽度尺寸上延伸，其中沿着x轴线方向的第一轨道感测元件区域长度尺寸比第一轨道细长部分长度尺寸长；
第一轨道屏蔽端部部分被配置成使得，其沿着z轴线方向朝向接收器环路层的z轴线投影至少部分地与第一轨道感测元件区域中的导电接收器环路重叠；和
第一轨道导电屏蔽区域被配置在其第一轨道屏蔽区域层中，使得其被插入在第一轨道屏蔽端部部分和第一轨道感测元件区域中的导电接收器环路之间，并且被配置为拦截第一轨道屏蔽端部部分的z轴线投影的一区域的至少大部分，所述区域与第一轨道感测元件区域中的导电接收器环路重叠。
在一些实施方式中，至少一个第一轨道导电屏蔽区域被配置为拦截第一轨道屏蔽端部部分的投影的、与第一轨道感测元件区域中的接收器环路重叠的所有区域，除了至少一个第一轨道导电屏蔽区域包括围绕导电馈通的绝缘空隙的位置，该导电馈通通常沿着z轴线方向延伸并穿过该至少一个第一轨道导电屏蔽区域。
在一些实施方式中，所述至少一个第一轨道导电屏蔽区域还被配置成使得，其拦截沿着导电接收器环路的z轴线方向的投影的一区域的至少大部分，所述区域分布在第一轨道感测元件区域的端部中，所述端部位于与第一轨道屏蔽端部部分的位置对应的第一轨道细长部分长度尺寸的端部之外。在一些这样的实施方式中，至少一个第一轨道导电屏蔽区域还被配置成使得，其它拦截至少一个导电接收器环路的沿着z轴线方向的投影的、分布在第一轨道感测元件区域的一部分中的所有区域，所述部分位于与第一轨道屏蔽端部部分的位置对应的第一轨道细长部分长度尺寸的端部内。在一些这样的实施方式中，至少一个第一轨道导电屏蔽区域被配置为使得，其拦截所有导电接收器环路的沿着z轴线方向的投影的、分布在第一轨道感测元件区域中的所有区域，除了至少一个第一轨道导电屏蔽区域包括围绕导电馈通的绝缘空隙的位置，所述导电馈通通常沿着z轴线方向延伸并穿过所述至少一个第一轨道导电屏蔽区域。
在一些实施方式中，沿着x轴线方向的第一轨道感测元件区域长度尺寸在每一端延伸超过第一轨道细长部分长度尺寸至少一个量SE，该量SE至少是标称第一轨道所产生磁场区域宽度尺寸的K倍，其中K是至少为1的数字。在一些实施方式中，K是至少为2的数字。在一些实施方式中，所述第一图案轨道的信号调制元件布置为对应于沿x轴线方向的空间波长WL，并且SE至少为WL。在一些这样的实施方式中，SE至少为2*WL。
在一些实施方式中，至少一个细长部分层和至少一个接收器环路层是多层电路元件的同一层，并且第一轨道细长部分中的至少一个和导电接收器环路的至少一些部分被制造在该同一层中。
在一些实施方式中，多层电路元件是印刷电路板。在一些这样的实施方式中，第一轨道细长部分和第一轨道屏蔽端部部分之间的每个连接部包括沿着z轴线方向延伸的印刷电路板馈通。
在一些实施方式中，第一轨道磁场产生线圈部分被配置有围绕第一轨道所产生磁场区域的单匝配置，包括单个第一轨道第一侧细长部分和单个第一轨道第二侧细长部分。
在一些实施方式中，第一轨道磁场产生线圈部分被配置为具有围绕第一轨道所产生磁场区域的两匝配置，两匝配置包括:第一第一侧细长部分，其在第一端处通过屏蔽端部部分配置中的屏蔽端部部分串联连接到第一第二侧细长部分；所述第一第二侧细长部分，其在第二端处通过屏蔽端部部分配置中的屏蔽端部部分串联连接到第二第一侧细长部分；和所述第二第一侧细长部分，其在第一端处通过屏蔽端部部分配置中的屏蔽端部部分串联连接到第二第二侧细长部分。
在电子位置编码器的一些实施方式中，信号调制标尺图案还包括平行于第一图案轨道布置的第二图案轨道，并且第一和第二图案轨道每一个包括沿着x轴线方向分布的信号调制元件。在这样的实施方式中，磁场产生线圈配置包括：第二轨道磁场产生线圈部分，其被配置为标称地围绕与第二图案轨道标称地对准的第二轨道所产生磁场区域，并且响应于线圈驱动信号在第二轨道所产生磁场区域中产生第二轨道变化磁通量。第二轨道磁场产生线圈部分可以被描述为包括第二轨道第一侧和第二侧细长部分，被制造在多层电路元件的一个或多个细长部分层中，且沿着x轴线方向靠近第二轨道所产生磁场区域的第一侧和第二侧延伸，其中第二轨道第一侧和第二侧细长部分共同跨越或限定沿着x轴线方向的第二轨道细长部分长度尺寸，并且第二轨道第一侧和第二侧细长部分之间的y轴线方向间隔限定标称第二轨道所产生磁场区域宽度尺寸。第二轨道磁场产生线圈部分还包括第二轨道屏蔽端部部分，该第二轨道屏蔽端部部分制造在多层电路元件的第二轨道屏蔽端部部分层中，并且跨越第二轨道第一侧和第二侧细长部分之间的y轴线方向间隔，并且被包括在将第二轨道磁场产生线圈部分中的第二轨道第一侧与第二侧细长部分连接的导体路径中。
在这样的实施方式中，检测器部分还包括至少一个第二轨道屏蔽端部配置，其包括第二轨道屏蔽端部部分和导电屏蔽区域配置，该导电屏蔽区域配置包括至少一个第二轨道导电屏蔽区域，该第二轨道导电屏蔽区域沿x轴线和y轴线方向延伸，并且被制造在第二轨道屏蔽区域层中，该第二轨道屏蔽区域层位于第二轨道屏蔽端部部分层和多层电路元件的一个或多个接收器环路层之间，相对于它们沿与多层电路元件前表面标称正交的z轴线方向的位置。在这样的实施方式中，在多个感测元件中，导电接收器环路进一步沿着x轴线方向分布在与第二图案轨道标称对准的第二轨道感测元件区域上，并且感测元件进一步被配置为提供检测器信号或检测器信号贡献，其对由标尺图案的相邻信号调制元件提供的第二轨道变化磁通量上的局部效应做出响应。
在信号调制标尺图案包括如上所述的第二图案轨道的各种实施方式中，根据本文公开的原理，检测器部分被配置如下:
第二轨道感测元件区域在沿着x轴线方向的第二轨道感测元件区域长度尺寸和沿着y轴线方向的第二轨道感测元件区域宽度尺寸上延伸，其中沿着x轴线方向的第二轨道感测元件区域长度尺寸比第二轨道细长部分长度尺寸长；
第二轨道屏蔽端部部分被配置成使得，其沿着z轴线方向朝向接收器环路层的z轴线投影至少部分地与第二轨道感测元件区域中的导电接收器环路重叠；和
第二轨道导电屏蔽区域被配置在其第二轨道导电屏蔽区域层中，使得其被插入在第二轨道屏蔽端部部分和第二轨道感测元件区域中的接收器环路之间，并且被配置为拦截第二轨道屏蔽端部部分的z轴线投影的一区域的至少大部分，该区域与第二轨道感测元件区域中的接收器环路重叠。
在一些实施方式中，第一和第二图案轨道每一个包括沿第一和第二图案轨道中的x轴线方向且根据相同的空间周期或波长WL布置的相同类型的信号调制元件。第二图案轨道中的信号调制元件可以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移大约WL/2的标称标尺轨道偏移。在一些这样的实施方式中，磁场产生线圈配置可以被配置为在第一轨道所产生磁场区域中产生具有第一极性的第一轨道变化磁通量，并且在第二轨道所产生磁场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，并且至少大部分导电接收器环路被配置为沿着y轴线方向延伸到第一轨道和第二轨道感测元件区域二者中，并且在第一轨道和第二轨道感测元件区域中提供相同的感测环路极性。在其他这样的实施方式中，磁场产生线圈配置可以被配置为在第一轨道所产生磁场区域中产生具有第一极性的第一轨道变化磁通量，并且在第二轨道所产生磁场区域中产生具有与第一极性相同的极性的第二轨道变化磁通量，并且至少大部分导电接收器环路被配置为沿着y轴线方向延伸到第一轨道和第二轨道感测元件区域中，并且包括它们的导电迹线的交叉或扭曲，以在第一轨道和第二轨道感测元件区域中提供相反的感测环路极性。在一些这样的实施方式中，对于至少大部分导电接收器环路，它们的导电迹线的交叉或扭曲位于包括第一轨道所产生磁场区域和第二轨道所产生磁场区域之间的第一轨道细长部分和第二轨道细长部分的区域中。
在上文概述的“双轨道”电子位置编码器的一些实施方式中，第一轨道磁场产生线圈部分和第二轨道磁场产生线圈部分每一个围绕它们各自的第一轨道所产生磁场区域和第二轨道所产生磁场区域配置有单匝配置。在一些实施方式中，第一轨道屏蔽端部部分层和第二轨道屏蔽端部部分层是同一层。在一些实施方式中，第一轨道屏蔽区域层和第二轨道屏蔽区域层是同一层。在一些实施方式中，第一轨道第一和第二细长部分以及第二轨道第一和第二细长部分在相同的一个或多个细长部分层中制造。
附图说明
图1是使用包括检测器部分和标尺的电子位置编码器的手动工具型卡尺的分解立体图。
图2是示出可用于电子位置编码器的检测器部分的现有技术实施方式的平面图。
图3是大致对应于图2的等轴视图，示出了检测器部分的磁场产生线圈配置的端部的现有技术实施方式，其中更清楚地示出了磁场产生细长部分和检测器部分中的导电接收器环路的相对位置。
图4是示出了根据本文公开原理的检测器部分的第一示例性实施方式以及可用于电子位置编码器的兼容标尺图案的平面图。
图5是示出通常对应于图4的第一示例性实施方式的等轴视图，其中更清楚地示出了磁场产生细长部分和检测器部分中的导电接收器环路的相对位置。
图6是示出根据本文公开原理的检测器部分的第二示例性实施方式以及可用于电子位置编码器的兼容标尺图案的等轴视图。
图7是示出通常根据本文公开原理的第三示例性实施方式以及可用于电子位置编码器的兼容标尺图案的等轴视图。
图8是示出可用于电子位置编码器中的检测器部分和兼容标尺图案的第四示例性实施方式的平面图。
图9是示出包括电子位置编码器的测量系统的组件的一个示例性实施方式的框图。
具体实施方式
图1是手动工具型卡尺100的分解立体图，该卡尺100可以利用包括已知检测器部分167和标尺图案180的电子位置编码器，或者根据本文公开的原理的新型检测器部分167和标尺图案180。在图示的实施方式中，卡尺100包括标尺构件102和滑动件组件120，标尺构件102具有包括标尺170的大致矩形横截面的纵梁。在各种实施方式中，标尺170可以沿着对应于x轴线方向的测量轴线方向MA延伸，并且可以包括信号调制标尺图案180。已知类型的覆盖层172(例如，100μm厚)可以覆盖标尺170。靠近标尺构件102的第一端的卡爪108和110以及滑动件组件120上的可移动卡爪116和118用于以已知的方式测量物体的尺寸。滑动件组件120可以可选地包括深度杆126，该深度杆126由端部挡块154限制在标尺构件102下方的深度杆凹槽152中。深度杆接合端128可以延伸到孔中以测量其深度。滑动件组件120的覆盖件139可以包括on/off开关134、调零开关136和测量显示器138。滑动件组件120的基座140包括导向边缘142，其接触标尺构件102的侧边缘146，并且螺钉147将弹性压力棒148偏压在标尺构件102的配合边缘上，以确保用于测量以及用于相对于标尺170移动读取头部分164的正确对准。
安装在基座140上的拾取组件160保持读取头部分164，在该实施方式中，读取头部分164包括承载检测器部分167的多层电路元件162(例如，印刷电路板或印刷电路板)，检测器部分167包括沿着测量轴线方向MA布置的磁场产生线圈配置和一组感测元件(例如，统称为磁场产生和感测绕组配置)，以及信号处理配置166(例如，控制电路)。弹性密封件163可以被压缩在覆盖件139和多层电路元件162之间，以排除来自电路和连接的污染。检测器部分167可以被绝缘涂层覆盖。
在一个具体的说明性示例中，检测器部分167可以布置为平行于标尺170并面向标尺170，并且检测器部分167的面向标尺170的正面或表面可以沿着深度(Z)方向与标尺170(和/或标尺图案180)隔开大约0.5毫米的间隙。读取头部分164和标尺170一起可以形成作为电子位置编码器一部分的换能器。在一个实施方式中，换能器可以是通过产生变化磁场来操作的涡流或感应型换能器，其中变化的磁场在标尺图案180的放置在变化磁场内的一些信号调制元件中感应出被称为涡流的循环电流，这将在下面更详细地描述。应当理解，图1中所示的卡尺100是典型地实现电子位置编码器的各种应用之一，该电子位置编码器已经发展了多年，以提供紧凑尺寸、低功率操作(例如，长电池寿命)、高分辨率和高精度测量、低成本、对污染的鲁棒性等等方面的相对优化组合。在这些因素中的任何一个和/或在位置编码器中可实现的信噪比(S/N)方面的即使很小的改进也是非常期望的，但是很难实现，特别是考虑到为了在各种应用中获得商业成功而强加的设计限制。以下描述中公开的原理以特别节约成本和紧凑的方式在许多这些因素方面提供了改进。
图2和图3分别是平面图和等轴视图，示出了检测器部分267和标尺图案180(它们可用作图1所示电子位置编码器等中的检测器部分167和信号调制标尺图案180)的已知现有技术实施方式。下面仅详细描述图2和图3的某些特征，只要该描述提供了适用于理解下面参考图4-9进一步描述的新型电子位置编码器和检测器部分的某些类似特征和操作的相关背景和解释。有助于理解图2和图3所示的实施方式的额外细节可以在共同转让的美国专利No.10520335(’335专利)中找到，其全部内容通过引用结合于此。
图2是示出检测器部分267和标尺图案180的已知现有技术实施方式的平面图。图2可以认为是部分代表性的、部分示意性的。检测器部分267和标尺图案180的放大部分在图2的下部示出。在图2中，下面描述的各种元素由它们的形状或轮廓来表示，并且显示为彼此叠加以强调某些几何关系。应当理解，根据提供各种操作间隙和/或绝缘层的需要，各种元件可以位于沿z轴线方向处于不同平面的不同制造层上，这对于本领域普通技术人员来说基于通常已知的设计实践和/或如以下描述和/或以下进一步描述(例如参考图3)中所概述的是显而易见的。在图2和3所示的具体实施例中，磁场产生线圈配置FGC的细长部分EP1和EP2与导电接收器环路SEN1-SEN24重叠，因此使用一组细长部分金属层制造，该组细长部分金属层至少包括多层电路元件的第一内部金属层，并且使用多层电路元件的一组接收器环路金属层来制造导电接收器环路SEN1-SEN24，所述多层电路元件包括至少一个金属层，所述至少一个金属层比第一内部金属层更靠近检测器部分的面对标尺图案180的前表面。参考该主题，图2的检测器部分267的放大部分出了与细长部分EP1和EP2重叠的每个导电接收器环路SEN14-SEN16的两个边缘，以虚线示出了导电接收器环路比细长部分更靠近检测器部分的前表面。(另见图3。)另一方面，图2的检测器部分267的主视图仅以实线示出了每个导电接收器环路SEN1-SEN24的两个边缘，这仅仅是为了便于说明。应当理解，为了清楚起见，在本公开的所有附图中，一个或多个元件的x轴线、y轴线和/或z轴线尺寸可能被放大。
标尺图案180的图示部分包括虚线轮廓所示的信号调制元件SME，其位于标尺170上(如图1所示)。在图2所示的实施例中，大部分信号调制元件SME的y方向端部隐藏在第一和第二细长部分EP1和EP2之下。可以理解的是，在操作过程中，标尺图案180相对于检测器部分267移动，如图1所示。
在图2的示例中，标尺图案180沿着垂直于x轴线的y轴线方向具有标称标尺图案宽度尺寸NSPWD，并且包括沿着测量轴线方向MA(例如，对应于x轴线方向)周期性布置的离散信号调制元件SME。然而，更一般地，标尺图案180可以包括各种可选的空间调制图案，包括离散的元件，或者一个或多个连续的图案元件，只要该图案具有作为沿着x轴线方向的位置的函数而变化的空间特性，以便根据已知的方法提供在检测器部分267的感测元件SEN(例如，SEN14)中出现的、位置相关的测器信号(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267被配置为安装在标尺图案180附近，并且相对于标尺图案180沿着测量轴线方向MA移动。检测器部分包括磁场产生线圈配置FGC和多个感测元件SEN，这些感测元件SEN可以采用各种替代配置，以在各种实施例中与各种相应的信号处理方案结合使用，如本领域技术人员基于以下公开将理解的。图2示出了单个代表性的感测元件组SEN1-SEN24，其在该具体实施例中包括串联连接的导电接收器环路CRL1-CRL24(或者称为感测环路元件、感测线圈元件或感测绕组元件)。在该实施例中，根据已知方法，通过在多层电路元件的各层上的导体配置(例如，通过馈通连接)来连接相邻的环路元件，使得它们具有相反的绕组极性。也就是说，如果第一环路以正极性检测器信号贡献而对变化磁场做出响应，则相邻环路以负极性检测器信号贡献做出响应。在该具体实施例中，感测元件串联连接，使得它们的检测器信号或信号贡献相加，并且“相加的”检测器信号在检测器信号输出连接部SDS1和SDS2处输出到信号处理配置(未示出)。尽管图2示出了一组感测元件以避免视觉混淆，但是可以理解，在各种实施例中，如本领域普通技术人员所理解的，将检测器配置成在不同的空间相位位置提供一组或多组额外的感测元件(例如，提供正交信号)是有利的。应当理解，本文描述的感测元件的配置仅是示例性的，而不是限制性的。作为一个例子，在一些实施例中，个别的感测元件环路可以向相应的信号处理配置输出个别的信号，例如，如共同转让的美国专利申请公开No.2018/003524中所披露的，其通过引用整体结合于此。更一般地，在各种实施例中，各种已知的感测元件配置可以与本文公开和要求保护的原理结合使用，用于与各种已知的标尺模式和信号处理方案结合使用。
各种感测元件和磁场产生线圈配置FGC可以固定在基板上(例如，图1的多层电路元件162)。磁场产生线圈配置FGC可以被描述为围绕内部区域INTA，该内部区域具有沿着x轴线方向的标称线圈区域长度尺寸NCALD和沿着y轴线方向的近似YSEP的标称线圈区域宽度尺寸。在各种实施方式中，磁场产生线圈配置FGC可以包括围绕内部区域INTA的单匝。在操作中，磁场产生线圈配置FGC响应于线圈驱动信号在内部区域INTA产生变化的磁通量。
在各种实施方式中，磁场产生线圈配置FGC可以包括输入部分INP、第一和第二细长部分EP1和EP2以及端部EDP(例如，如参考图3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，它们将来自信号处理配置(例如，图1的信号处理配置166，或图9的信号处理配置966，等等)的线圈驱动信号连接到磁场产生线圈配置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通等连接到信号处理配置，并且这些连接也可以利用类似于下面参考端部电子数据处理公开的原理来屏蔽。第一和第二细长部分EP1和EP2每一个沿着与内部区域INTA的一侧邻近或接近的x轴线方向延伸，并且具有沿着y轴线方向的标称产生迹线宽度尺寸NGTWD。在图示的实施例中，对于第一和第二细长部分EP1和EP2，标称产生迹线宽度尺寸NGTWD是相同的，但是这不是所有实施例中的要求。端部EDP(例如，如参考图3所公开的那样实现)跨越与第一和第二细长部分EP1和EP2之间的标称线圈宽度尺寸YSEP对应的y轴线方向间隔，以在内部区域INTA的端部附近提供二者间的连接。在图2和图3所示的已知实施方式中，有利地使用设计比例来配置磁场产生线圈配置FGC，其中每个标称产生迹线宽度尺寸NGTWD可以是标称线圈区域宽度尺寸YSEP的至少0.1倍、0.15倍或0.25倍，和/或细长部分EP1和EP2的趋肤深度的至少25倍，以便使得磁场产生线圈配置FGC在标称工作频率下的阻抗最小化，该标称工作频率是与响应于变化的磁通量而出现的检测器信号相对应地限定的。然而，尽管其在各种已知的实施方式中应用，但是应当理解，在本文公开的各种新颖的实施方式中不需要该设计比例，这些实施方式可以通过其他方式使得磁场产生线圈配置FGC的阻抗最小化。
感测元件SEN1-SEN24沿着x轴线方向(例如，对应于测量轴线方向MA)布置，并且固定在基板上(例如，图1的多层电路元件162)。在图2的示例中，每个感测元件SEN沿y轴线方向具有标称感测元件宽度尺寸NSEWD，其中至少大部分标称感测元件宽度尺寸NSEWD被包括在沿y轴线方向的标称线圈区域宽度尺寸YSEP内。感测元件SEN被配置成提供检测器信号，该检测器信号对由标尺170的标尺图案180的相邻信号调制部分(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。信号处理配置(例如，图1的信号处理配置166，或图9的信号处理配置966，等等)可以被配置为基于从检测器部分267输入的检测器信号来确定多个感测元件SEN1-SEN24相对于标尺图案180(或标尺170)的位置。一般来说，磁场产生线圈配置FGC和感测元件SEN1-SEN24等可以根据已知的原理(例如，对于感应编码器)操作，例如在并入的参考文献中描述的那些原理。
在各种实施方式中，磁场产生线圈配置FGC和感测元件SEN彼此绝缘。在一些实施方式中，如前所述，它们位于由多层电路元件中的绝缘层分隔的不同金属层中。在图2和3所示的已知实施方式中就是这种情况，其中至少一个感测元件SEN的标称感测元件宽度尺寸NSEWD有利地大于细长部分EP1和EP2之间的标称线圈区域宽度尺寸YSEP，并且延伸超过细长部分EP1或EP2中至少一个的内边缘IE一定量，该量被定义为重叠尺寸OD。此外，在各种实施例中，磁场产生线圈配置FGC可以有利地被配置成使得每个标称产生迹线宽度尺寸NGTWD大于相应的重叠尺寸OD。以上针对图2和图3所示的已知实施方式描述的这些和其他特征通常被选择来优化检测器部分267中的阻抗和信号耦合，以便最大化其信噪比和/或精度。然而，尽管它们在各种已知的实施方式中有用，但是应当理解，根据本文公开的原理，这些设计特征在各种新颖的实施方式中不是必需的。如参考图4-8所公开的，这些新颖的实施方式可以通过其他方式实现相等或更好的阻抗和信号耦合，以便实现相等或更好的信噪比和/或精度。
如上参考图1所述，在各种实施方式中，检测器部分267可以包括在各种类型的测量仪器中(例如，卡尺、千分尺、量规、线性标尺等)。例如，检测器部分267可以固定到滑动构件，并且标尺图案180可以固定到具有与x轴线方向一致的测量轴线的梁构件。在这样的配置中，滑动构件可以可移动地安装在梁构件上，并且可以在沿着x轴线方向和y轴线方向延伸的平面中沿着测量轴线方向MA移动，其中z轴线方向正交于该平面。
图3是通常对应于图2的等距视图“线框”图，并且示出了在检测器部分267中可用的磁场产生线圈配置FGC的端部EDP的现有技术实施方式，其中更清楚地示出了检测器部分267中的磁场产生线圈配置FGC和导电接收器环路SEN的细长部分EP1和EP2以及端部EDP的相对位置。应当理解，图3的检测器部分267的元件可以类似于或等同于图2的检测器部分267的类似编号的元件，并且可以通过类比来大致理解。
检测器部分267被显示为包括磁场产生线圈配置FGC和多个感测元件SEN1-SEN24(图3中示出了包括导电接收器环路CRL14-CRL24的代表性感测元件SEN17-SEN24)。磁场产生线圈配置FGC包括第一和第二细长部分EP1和EP2以及端部EDP，并且固定在多层电路元件162(例如，图1所示的多层电路元件162)上，并且标称地围绕内部区域INTA。
在各种实施方式中，磁场产生线圈配置FGC和感测元件SEN彼此绝缘，例如，如前所述，位于印刷电路板的不同导电层中，这些导电层由居间绝缘层隔开。在图3所示的具体实施方式中，磁场产生线圈配置FGC的细长部分EP1和EP2使用一组细长部分金属或导电层制造，该组细长部分金属或导电层包括多层电路元件的至少第一内部金属层(在图3中的Z坐标Zep处)，并且使用多层电路元件的一组接收器环路金属层来制造导电接收器环路SEN1-SEN24，该组接收器环路金属层包括两个金属层(在Z坐标ZseL1或ZseL2处)，这两个金属层比第一内部金属层(在Zep处)更靠近检测器部分的面对标尺图案180的前表面(在Z坐标Zfs处)。在图3中，各种经标记的Z坐标可以被理解为与各种多层电路元件层的相应表面重合或对其进行识别。在各种实施例中，多层电路元件可以包括PCB、厚膜混合电路、薄膜电路，或者根据已知方法可以使用其他替代制造方法。标尺图案180的信号调制元件SME位于标尺170的表面上(如图1所示)，在Z坐标Zsme处。应当理解，标尺170与承载检测器部分267的多层电路元件是分开的。如上所述，多层电路元件(检测器部分267)具有位于Z坐标Zfs处的前表面(例如，绝缘涂层的前表面)。标尺表面Z坐标Zsme和前表面Z坐标Zfs之间存在操作间隙。感测元件SEN包括使用多层电路元件的一组接收器环路金属层制造的互连导电接收器环路，该多层电路元件包括在Z坐标ZseL1或ZseL2处的至少一个金属层。导电接收器环路可以使用已知类型的穿过绝缘层的导电馈通而连接在所述层之间(在Z坐标ZseL1和ZseL2处)，所述绝缘层通常根据已知方法将金属层分开，使得导电接收器环路的导电部分可以彼此交叉，同时以串行方式连接感测元件信号贡献并提供相应的信号贡献极性，这将在下面更全面地描述。
在图3所示的具体实施方式中，第一和第二细长部分EP1和EP2各自沿着x轴线方向延伸，并且沿着垂直于x轴线和y轴线方向的z轴线方向，标称地位于与面向标尺图案180的检测器部分267的多层电路元件的前表面(Zfs)相距细长部分z距离EPZD＝(Zep-Zfs)的位置处。在一些实施方式中，导电接收器环路包括：平面迹线环路部分(在ZseL1和ZseL2处)，其形成在接收器环路金属层组中的各个层中；以及馈通部分，其包括连接它们各自层之间的平面迹线部分的电镀孔。在图示的实施方式中，平面迹线部分被制造在比第一内部金属层(在Zep处)更靠近检测器部分的前表面(在Zfs处)的相应层(在ZseL1和ZseL2处)中。在一些实施方式中，导电接收器环路的至少一些平面迹线部分可以制造在相应的层(ZseL1或ZseL2)中，该相应的层是位于检测器部分的前表面上(Zfs)或最靠近检测器部分的前表面的金属层。
如前所述，端部EDP包括导电路径，该导电路径跨越对应于第一和第二细长部分EP1和EP2之间的标称线圈区域宽度尺寸YSEP的y轴线方向间隔，以在内部区域INTA的端部附近提供二者间的连接。在图3所示的实施方式中，端部EDP包括位于具有Z坐标ZSES的相应多层电路元件层上的屏蔽端部部分SES，其标称地位于与检测器部分267的多层电路元件的前表面(Zfs)相距一屏蔽端部部分z距离SEZD＝(ZSES-Zfs)的位置处，其中屏蔽端部部分z距离SEZD大于细长部分z距离EPZD。在图3所示的具体实施方式中，屏蔽端部部分SES沿x轴线方向偏离细长部分EP1和EP2的端部，并且第一连接部分CNP1(例如，包括多层电路元件馈通CNP1A和导电迹线CNP1B)将第一细长部分EP1连接到屏蔽端部部分SES的第一端，并且第二连接部分CNP2(例如，包括多层电路元件馈通CNP2A和导电迹线CNP2B)将第二细长部分EP2连接到屏蔽端部部分SES的第二端。在另一种实施方式中(图3中未示出)，屏蔽端部部分SES不需要沿x轴线方向从细长部分EP1和EP2的端部明显偏移，并且可以省略导电迹线CNP1B和CNP2B。也就是说，多层电路元件馈通CNP1A可以将第一细长部分EP1连接到“非偏移”屏蔽端部部分SES的第一端，并且多层电路元件馈通CNP2A可以将第二细长部分EP2连接到“非偏移”屏蔽端部部分的第二端。
在上述端部EDP的任一实施方式中，检测器部分267还包括导电屏蔽区域CSR(例如，由图3中稍微任意放置的虚线“边缘”表示的导电平面区域)，其沿着x轴线和y轴线方向延伸，并且标称地位于具有Z坐标Zcsr的相应多层电路元件层表面上，该表面标称地位于与检测器部分267的多层电路元件的前表面相距屏蔽区域z距离SRZD＝(Zcsr-Zfs)的位置处。在各种实施方式中，屏蔽区域z距离SRZD小于屏蔽端部部分z距离SEZD，并且导电屏蔽区域CSR位于屏蔽端部部分SES的至少一部分和检测器部分267的多层电路元件的前表面(Zfs)之间。导电屏蔽区域CSR可以包括检测器部分267的多层电路元件中的扩展接地平面层的一部分，或者在一些实施例中它可以包括分立区域。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，多层电路元件馈通)与导电屏蔽区域CSR分离或绝缘。
如‘335专利中所教导的，在根据以上参照图3所概述的原理使用屏蔽端部部分配置之前，由磁场产生线圈配置的端部部分(例如，沿y轴线方向延伸的端部部分)产生的磁场分量已经导致最靠近它们的感测元件的检测器信号中出现误差分量——所谓的“端部效应”。已经尝试在检测器中使用“锥形端部配置”，和/或通过将磁场产生线圈端部远离端部感测元件来减轻这种端部效应。然而，这些方法不利地降低了信号强度，或者增加了检测器的x轴线尺寸，或者两者都有。相比之下，参考图3，上面概述的屏蔽端部部分配置倾向于减少由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。这样，耦合到最接近的感测元件的磁场分量更小和/或近似恒定，而与标尺位置无关，因此基本上减轻了任何端部效应。‘335专利进一步总结了屏蔽端部部分配置，例如上面参考图3概述的配置，使用导电屏蔽区域CSR来减小屏蔽端部部分SES对感测元件SEN的影响(例如，与变化的磁通量相关)，这可以允许磁场产生线圈配置FGC(或检测器部分267)的更短的总x轴线尺寸，为此，端部EDP不需要位于远离感测元件SEN的位置，以避免影响响应变化的磁通量而产生的检测器信号，等等。
然而，尽管‘335专利(其与本申请一起转让)建议磁场产生线圈配置FGC的端部相对于先前的传统配置不需要位于离感测元件SEN那么远的位置，但是它仍然公开并教导了仅包括磁场产生线圈配置FGC的端部EDP和最近的感测元件SEN之间的一些间隔的配置。特别地，’335专利没有认识到或建议端部EDP或屏蔽端部部分SES可以位于任何感测元件SEN附近或与之重叠。相反，发明人已经发现了这样的配置，其中端部EDP或屏蔽端部部分SES靠近感测元件SEN和/或与感测元件SEN重叠是有利的。或者换句话说，发明人已经发现了这样的配置，其中磁场产生线圈配置FGC比先前已知的配置短得多，并且多个感测元件SEN沿着x轴线方向延伸超过磁场产生线圈配置FGC的端部EDP或屏蔽端部部分SES是有利的。下面参照图4-8公开了可用于这种配置的各种特征和替代方案。
图4和图5分别是平面图和立体图，示出了根据本文公开和要求保护的原理的检测器部分467的第一实施方式，以及可用作图1所示电子位置编码器等中的检测器部分167和信号调制标尺图案180的兼容标尺图案180。检测器部分467具有类似于图2和3的检测器部分267的某些特征和组件。特别地，在图4和图2中或在图5和图3中由类似的附图标记表示的元件(例如，类似的名称或数字或数字“后缀”)，或者在不同附图中明显类似的元件，是类似的元件，并且可以理解为类似地操作，除非下面另有说明。以下仅详细描述图4和图5的某些特征，使得该描述旨在强调根据本文公开和要求保护的原理的新颖特征和/或益处，并且本领域的普通技术人员可以通过与本文包括的其他附图和描述的类比或者通过结合的参考来理解这些附图。
图4是示出可用于电子位置编码器中的检测器部分467和兼容标尺图案180的第一示例性实施方式的平面图。图4可以被视为部分代表性、部分示意性的。如前所述，在本公开的所有附图中，应当理解，为了清楚起见，一个或多个元件的x轴线、y轴线和/或z轴线尺寸可能被放大。检测器部分467和标尺图案180的放大部分在图4的下部示出。在图4中，下面描述的各种元素由它们的形状或轮廓来表示，并且显示为彼此叠加以强调某些几何关系。应当理解，根据提供各种操作间隙和/或绝缘层的需要，各种元件可以位于沿z轴线方向位于不同平面的不同制造层上，这对于本领域普通技术人员来说基于通常已知的设计实践和/或如以下描述和/或以下进一步描述(例如参考图5)中所概述的是显而易见的。
如图4和5所示，信号调制标尺图案180包括第一图案轨道FPT，其具有沿着垂直于x轴线方向的y轴线方向的图案轨道宽度尺寸PTDY。第一图案轨道包括信号调制元件SME，信号调制元件SME被布置成提供作为沿着x轴线方向的位置的周期性函数而变化的空间变化特性。检测器部分467被配置为安装在第一图案轨道FPT附近，并且相对于第一图案轨道FPT沿着测量轴线方向MA移动。检测器部分467包括多层电路元件(例如，如前所述)，该多层电路元件具有面向标尺的前表面，该标尺在正常操作期间承载标尺图案180。检测器部分467包括固定在多层电路元件上的磁场产生线圈配置FGC，以及至少一个第一轨道屏蔽端部配置SEC(FT)和多个感测元件SEN，如下面更详细描述的。
如图4所示，磁场产生线圈配置FGC包括输入部分INP，该输入部分INP包括至少两个连接部分CP1、CP2，它们将磁场产生线圈配置连接到来自信号处理配置(例如，图1的信号处理配置166或图9的966)的线圈驱动信号，以及第一轨道磁场产生线圈部分FGCP(FT)，其被配置为标称地围绕与第一图案轨道FPT对准的第一轨道所产生磁场区域GFA(FT)，并且响应于线圈驱动信号而在第一轨道所产生磁场区域GFA(FT)中产生第一轨道变化磁通量。图4所示的第一轨道磁场产生线圈部分FGCP包括第一轨道第一侧细长部分EPS1(FT)和第一轨道第二侧细长部分EPS2(FT)，它们被制造在多层电路元件的一个或多个细长部分层EPL中(例如，如图5所示)，并且沿着x轴线方向靠近第一轨道所产生磁场区域GFA(FT)的第一和第二侧S1、S2延伸。第一轨道第一侧和第二侧细长部分EPS1(FT)和EPS2(FT)共同跨越或限定了沿x轴线方向的第一轨道细长部分长度尺寸EPDX，并且第一轨道第一侧和第二侧细长部分EPS1(FT)和EPS2(FT)之间的y-轴线方向间隔限定了标称第一轨道所产生磁场区域宽度尺寸GFADY(FT)。第一轨道磁场产生线圈部分FGCP(FT)还包括第一轨道屏蔽端部部分SES(FT)，其制造在多层电路元件的第一轨道屏蔽端部部分层SESL(FT)中(例如，如图5所示)，并且跨越第一轨道第一侧和第二侧细长部分EPS1(FT)和EPS2(FT)之间的y轴线方向间隔，并且被包括在端部导体路径ECP中，该端部导体路径连接第一轨道磁场产生线圈部分FGCP(FT)中的第一轨道第一侧和第二侧细长部分EPS1(FT)和EPS2(FT)。
第一轨道屏蔽端部配置SEC(FT)包括上述第一轨道屏蔽端部部分SES(FT)以及第一轨道导电屏蔽区域CSR(FT)(例如，如图5所示)。如下面参考图5更详细描述的，导电屏蔽区域CSR(FT)被包括在导电屏蔽区域配置CSRC中，并且沿着x轴线和y轴线方向延伸，并且相对于它们沿着z轴线方向的位置(z轴线方向标称垂直于多层电路元件前表面)，被制造在第一轨道屏蔽区域层SRL(FT)中，该第一轨道屏蔽区域层位于第一轨道屏蔽端部部分层SESL(FT)和多层电路元件的一个或多个接收器环路层RLL(例如，RLL1和RLL2)之间。
如图4所示，多个感测元件SEN(例如，SEN1-SEN24)包括在多层电路元件的一个或多个接收器环路层RLL(例如，如图5所示的RLL1和RLL2)中制造的相应导电接收器环路CRL(例如，CRL1-CRL24)，其中导电接收器环路CRL沿着x轴线方向分布在与第一图案轨道FPT标称对准的第一轨道感测元件区域SEA(FT)上。感测元件SEN被配置成提供检测器信号或检测器信号贡献，所述检测器信号或检测器信号贡献对由标尺图案180的相邻信号调制元件SME提供的第一轨道变化磁通量上的局部效应做出响应。下面参照图5更详细地描述感测元件SEN。
应当理解，信号处理配置(例如，图5的信号处理配置566等)可以可操作地连接到检测器部分467，以提供线圈驱动信号(例如，在连接点CP1和CP2)，并且可以被配置为基于从检测器部分467输入的检测器信号来确定检测器部分467和标尺图案180之间的相对位置(例如，在如图4所示的检测器信号输出连接部SDS1和SDS2处，并且如下面参考图5所示的信号处理配置566更详细描述的)。
图5是示出通常对应于图4的第一示例性实施方式的等距视图“线框”图，其中更清楚地示出了检测器部分467中的磁场产生细长部分EPS1和EPS2、磁场产生线圈配置FGC的屏蔽端部部分SES和端部导体路径ECP、以及导电接收器环路CRL的相对放置的一个示例性实施方式。为了说明清楚，图5中包括的感测元件SEN和/或导电接收器环路CRL比图4中的少，但是这些元件可以被理解为与图4和图5中的类似。图5可以认为是部分代表性的、部分示意性的。为说明清楚起见，图4中使用的“第一轨道”后缀(FT)已从图5中的参考数字/名称中省略。然而，应当理解，尽管有此省略但图5中示出的元件可以被认为是“第一轨道”元件，并且可以替代地被认为是可用作“第二轨道”元件(对应于参考名称后缀(“(ST)”)，可在下面更详细描述的某些实施方式中使用。应当理解，图5的检测器部分467的元件可以类似于或等同于图4的检测器部分467的类似编号的元件，并且可以通过类比来大致理解。因此，根据本文公开和要求保护的原理，为了强调新颖特征和/或益处，下面仅详细描述图5的某些特征。
如图5所示，信号调制标尺图案180包括具有前述特征和尺寸的第一图案轨道FPT。检测器部分467被配置为安装在第一图案轨道FPT附近，并沿着测量轴线方向MA相对于其移动。应当理解，检测器部分467包括多层电路元件，例如，如前所述，并由如下所述的导电层表示，根据已知原理，导电层由绝缘层隔开。多层电路元件将被理解为具有面向标尺的前表面，该标尺在正常操作期间承载标尺图案180。检测器部分467包括固定在多层电路元件上的磁场产生线圈配置FGC，以及至少一个第一轨道屏蔽端部配置SEC，和包括导电接收器环路CRL的多个感测元件SEN，如下面更详细描述的。
如图5所示，磁场产生线圈配置FGC包括输入部分INP和第一轨道磁场产生线圈部分FGCP，其配置为标称地围绕第一轨道所产生磁场区域GFA，该第一轨道所产生磁场区域标称地与第一图案轨道FPT对准，并且响应于来自信号处理配置566的线圈驱动信号，在第一轨道所产生磁场区域GFA中产生第一轨道变化磁通量。
在图5所示的具体实施方式中，输入部分INP包括两个输入连接部分ICP1A和ICP2A，它们分别连接到输入连接部分ICP1B和ICP2B，所述输入连接部分ICP1B和ICP2B将磁场产生线圈配置FGC连接到来自信号处理配置566的线圈驱动信号。
图5所示的第一轨道磁场产生线圈部分FGCP包括第一轨道第一侧细长部分EPS1和第一轨道第二侧细长部分EPS2，它们被制作在多层电路元件的一个或多个细长部分层EPL中。本文描述的层EPL和其他层在图5中由参考标记和虚线表示，所述参考标记和虚线对应于这些层的示例性平面。第一轨道第一侧细长部分EPS1和第一轨道第二侧细长部分EPS2沿着x轴线方向靠近第一轨道所产生磁场区域GFA的第一侧和第二侧S1、S2延伸。第一轨道第一侧和第二侧细长部分EPS1和EPS2沿着x轴线方向共同跨越或限定了第一轨道细长部分长度尺寸EPDX，并且第一轨道第一侧和第二侧细长部分EPS1和EPS2之间的y轴线方向间隔限定了标称的第一轨道所产生磁场区域宽度尺寸GFADY。
第一轨道磁场产生线圈部分FGCP还包括第一轨道屏蔽端部部分SES，该第一轨道屏蔽端部部分SES被制造在多层电路元件的第一轨道屏蔽端部部分SESL中，并且跨越第一轨道第一侧和第二侧细长部分EPS1和EPS2之间的y轴线方向间隔并且被包括在连接第一轨道磁场产生线圈部分FGCP中的第一轨道第一侧和第二侧细长部分EPS1和EPS2的端部导体路径ECP中。在图5所示的具体实施方式中，端部导体路径ECP包括第一轨道屏蔽端部部分SES、端部导体路径部分ECP1B和ECP2B以及两个端部导体路径部分ECP1A和ECP2A，它们是分别连接到端部导体路径部分ECP1B和ECP2B的馈通元件，以通过第一轨道磁场产生线圈部分FGCP中的屏蔽端部部分SES连接第一轨道第一侧和第二侧细长部分EPS1和EPS2。在图5所示的具体实施方式中，屏蔽端部部分SES沿x轴线方向偏离细长部分EPS1和EPS2的端部，这使得在端部导体路径ECP中使用端部导体路径部分ECP1B和ECP2B成为必要。在替代实施方式中(图5中未示出)，屏蔽端部部分SES不需要沿x轴线方向相对于细长部分EPS1和EPS2的端部显著偏移(特别是在导电屏蔽区域沿x轴线方向扩大的替代配置中，如图5中箭头A1或A2所示)。在这种替代实施方式中，可以省略端部导体路径部分ECP1B和ECP2B。也就是说，馈通元件ECP1A可以将第一细长部分EP1连接到“非偏移”屏蔽端部部分SES的第一端，馈通元件ECP2A可以将第二细长部分EP2连接到“非偏移”屏蔽端部部分SES的第二端。如图5所示，两个端部导体路径部分或馈通元件ECP1A和ECP2A沿z轴线方向延伸，并利用绝缘空隙INSV穿过导电屏蔽区域CSR，并通过屏蔽端部部分SES经由端部导体路径ECP连接第一轨道第一侧和第二侧细长部分EPS1和EPS2。在可以使用导电屏蔽区域CSR和/或端部导体路径ECP的各种配置的各种实施方式中，第一轨道细长部分(例如EPS1或EPS2)和第一轨道屏蔽端部部分SES之间的每个连接包括类似于上面概述的馈通元件(例如，PCB馈通元件)。
在图5所示的具体实施方式中，第一轨道屏蔽端部配置SEC包括上文概述的第一轨道屏蔽端部部分SES以及第一轨道导电屏蔽区域CSR，在一个实施方式中，第一轨道导电屏蔽区域CSR可以大致如图5中的第一轨道屏蔽端部配置SEC中的实线所示进行配置。如图5所示，导电屏蔽区域CSR可以被认为被包括在导电屏蔽区域配置CSRC中(在一些实施方式中，其可以包括额外的导电屏蔽区域CSR’)。在各种实施方式中，导电屏蔽区域CSR通常沿x轴线和y轴线方向延伸到各种程度，并且在第一轨道屏蔽区域层SRL中制造，该第一轨道屏蔽区域层SESL相对于多层电路元件的一个或多个接收器环路层RLL(例如，RLL1和RLL2)的沿z轴线方向的位置而位于第一轨道屏蔽端部部分层SESL和一个或多个接收器环路层RLL之间。
如图4和5所示，多个感测元件SEN(例如，SEN1-SEN24)包括在多层电路元件的一个或多个接收器环路层RLL(例如，RLL1和RLL2)中制造的相应导电接收器环路CRL(例如，CRL1-CRL24)，其中导电接收器环路CRL沿着x轴线方向分布在与第一图案轨道FPT标称对准的第一轨道感测元件区域SEA(具有相应的尺寸SEADX和SEADY)上。感测元件SEN被配置成提供检测器信号或检测器信号贡献，其对由标尺图案180的相邻信号调制元件SME提供的第一轨道变化磁通量上的局部效应做出响应。在图5所示的具体实施方式中，导电接收器环路CRL不与第一轨道第一侧和第二侧细长部分EPS1和EPS2重叠。因此，与检测器部分267中的层相比，在检测器部分467的一些实施方式中，细长部分层EPL和接收器环路层RLL1或RLL2之一可以是多层电路元件的同一层，并且第一轨道细长部分EPS1和EPS2中的至少一个和导电接收器环路CRL的至少一些部分可以制造在同一层中。
如先前在描述图5中所示的特定输入部分INP时所概述的，信号处理配置566可以可操作地连接到检测器部分467，例如，通过两个输入连接部分ICP1A和ICP2A，所述两个输入连接部分分别连接到输入连接部分ICP1B和ICP2B，所述两个输入连接部分ICP1B和ICP2B将磁场产生线圈配置FGC连接到来自信号处理配置566的线圈驱动信号。信号处理配置566可以进一步被配置为基于从检测器部分467输入的检测器信号，例如在检测器信号输出连接部SDS1和SDS2处，确定检测器部分467和标尺图案180之间的相对位置，如图5所示。在图5所示的具体实施方式中，检测器信号输出连接部SDS1和SDS2分别通过馈通元件DSFT1和DSFT2连接到信号处理配置566，馈通元件DSFT1和DSFT2利用绝缘空隙INSV穿过导电屏蔽区域CSR’并连接到信号处理配置566。应当理解，输入部分INP中使用的连接部分和导电屏蔽区域CSR’类似于图5中第一轨道屏蔽端部配置SEC中使用的端部导体部分和屏蔽端部部分SES和导电屏蔽区域CSR。应当理解，在各种实施方式中，利用类似于参考第一轨道屏蔽端部配置SEC公开的原理来屏蔽输入部分INP的各种连接部分(以及与信号处理配置566相关的电路和连接，如果需要的话)可以是有利的。
图4和5示出了单个代表性的感测元件组SEN1-SEN24，其包括串联连接的导电接收器环路CRL1-CRL24。在该具体实施方式中，根据已知方法，通过两个导电接收器环路层RLL1和RLL2上的导体配置来连接相邻的环路元件，使得它们具有相反的绕组极性，如前面参考检测器部分267所概述的。感测元件SEN(导电接收器环路CRL)串联连接，使得它们的检测器信号或信号贡献相加，并且“相加的”检测器信号在检测器信号输出连接部SDS1和SDS2处输出到信号处理配置566。虽然图4和图5示出了一组感测元件SEN以避免视觉混淆，但是应当理解，在各种实施例中，如本领域普通技术人员所理解的，有利的是将检测器配置成在不同的空间相位位置提供一组或多组额外的感测元件(例如，提供正交信号(quadraturesignal))并且以类似的方式将它们连接到信号处理配置566。因此，应当理解，本文描述的感测元件SEN的配置仅是示例性的，而不是限制性的。作为一个例子，在一些实施例中，单独的感测元件环路可以向相应的信号处理配置输出单独的信号，例如在共同转让的美国专利申请公开No.2018/003524中所述的，其通过引用整体结合于此。更一般地，在各种实施例中，各种已知的感测元件配置可以与本文公开和要求保护的原理结合使用，用于与各种已知的标尺模式和信号处理方案结合使用。
图4和图5所示的实施方式包括以下重要且值得注意的特征，这些特征不同于已知现有技术电子位置编码器的检测器部分中使用的特征。
首先，第一轨道感测元件区域SEA(FT)在沿着x轴线方向的第一轨道感测元件区域长度尺寸SEADX(FT)和沿着y轴线方向的第一轨道感测元件区域宽度尺寸SEADY(FT)上延伸，其中沿着x轴线方向的第一轨道感测元件区域长度尺寸SEADX(FT)比第一轨道细长部分长度尺寸EPDX(FT)长。相反，沿x轴线方向，第一轨道细长部分长度尺寸EPDX(FT)可明显短于第一轨道感测元件区域长度尺寸SEADX(FT)。令人惊讶的是，发明人已经确定，根据本文公开的原理，这种配置可以允许与电子位置编码器中的信号电平、信噪(S/N)比和/或精度以及制造成本相关的意外平衡和优点。例如，应当理解，在这种情况下，检测器部分467可以比已知的检测器部分短得多，并且相对较短的第一轨道第一侧和第二侧细长部分EPS1和EPS2可以对相对较短的磁场产生配置FGC贡献显著更小的电阻，与已知的磁场产生配置相比，该磁场产生配置还可以具有固有的较低阻抗。因此，可以以实用的方式实现出乎意料的高信号电平，同时可以如下所述相对抑制有害的端部效应，从而可以缓解或消除现有技术中教导的对已知磁场产生配置和检测器部分的配置的各种限制，同时还降低了制造成本。
在一些这样的实施方式中，第一轨道感测元件区域长度尺寸SEADX沿着x轴线方向可以在每一端延伸超过第一轨道细长部分长度尺寸EPDX至少一个量SE，如图5所示。在一些实施方式中，发明人已经发现，如果量SE至少是标称第一轨道所产生磁场区域宽度尺寸GFADY的K倍，其中K是至少为1的数字，则对于准确性可是有利的。在一些这样的实施方式中，如果K至少为2，则对于准确性可更有利。如图5所示，第一图案轨道的信号调制元件可以对应于沿着x轴线方向的空间波长WL来布置。根据发明人发现的额外设计原理，在一些实施方式中，在K至少为1的情况下，如果量SE进一步至少与WL一样大，则对于精确度来说也是有利的。在一些这样的实施方式中，如果量SE进一步至少与2*WL一样大，则对于准确性可更有利。
其次，第一轨道屏蔽端部部分SES被配置成使得其沿z轴线方向朝向接收器环路层的z轴线投影至少部分地与第一轨道感测元件区域SEA中的导电接收器环路CRL重叠，例如，参考第一轨道屏蔽端部部分SES和导电接收器环路CRL在图5中最佳示出。可以理解，该特征与沿着x轴线方向的第一轨道细长部分长度尺寸EPDX短于第一轨道感测元件区域长度尺寸SEADX有关，如上所述。然而，值得注意的是，在‘335专利的教导和已知的现有技术检测部分中已经明确地避免了这种配置特征，并且因此强加了不期望的设计限制，这影响了这种检测器部分能够实现的成本、尺寸和/或精度。
第三，发明人已经发现，如果第一轨道导电屏蔽区域CSR被配置在其第一轨道屏蔽区域层SRL中，使得其被置于第一轨道屏蔽端部部分SES和第一轨道感测元件区域SEA中的导电接收器环路CRL之间，并且被配置为拦截(intercept)第一轨道屏蔽端部部分SES的z轴线投影ZPROJ的区域的至少大部分，所述区域与第一轨道感测元件区域SEA中的导电接收器环路CRL重叠，则这将是有利的(例如，对于准确性、鲁棒性，和/或便于低成本制造而言)。应当理解，图5中以实线示出的导电屏蔽区域CSR被配置为拦截第一轨道屏蔽端部部分SES的z轴线投影ZPROJ的与第一轨道感测元件区域SEA中的导电接收器环路CRL重叠的所有区域(除了它包括围绕导电馈通的绝缘空隙INSV的部分之外，该导电馈通通常沿着z轴线方向延伸并穿过该至少一个第一轨道导电屏蔽区域CSR)，这在各种实施方式中是有利的。然而，在一些实施方式中，如果图示的第一轨道导电屏蔽区域CSR如箭头A3所示沿着x轴线方向收缩，则可以实现显著且充分的精度优点，其中第一轨道导电屏蔽区域CSR将被配置为拦截第一轨道屏蔽端部部分SES的z轴线投影ZPROJ的至少大部分区域。在任一情况下，已知的检测器部分实施方式(例如，如‘335专利中教导的那些)没有将导电屏蔽区域CSR的这种配置识别为重要的、有用的或可适应的特征，因为它们利用了第一轨道屏蔽端部部分SES和第一轨道感测元件区域SEA中的导电接收器环路CRL之间的根本不同的配置或位置关系。
应当理解，第一轨道导电屏蔽区域CSR等的功能是减轻或消除在第一轨道屏蔽端部部分SES附近产生的场与第一轨道感测元件区域SEA中的感测元件SEN和/或信号调制元件SME的因误差诱发的“端部效应”相互作用。相对于这些元件中一个或多个的假想投影而言的导电屏蔽区域CSR配置的描述仅仅是定义有利实施方式的实用方式，该有利实施方式实现了对这种因误差诱发的“端部效应”相互作用的期望缓解或消除。
发明人已经发现，在一些实施方式中，如果根据以上概述的原理配置的第一轨道导电屏蔽区域CSR进一步根据额外的设计原理或设计视角来配置则是有利的，其中它还被配置为使得它拦截沿着导电接收器环路CRL的z轴线方向的投影的区域的至少大部分，所述导电接收器环路CRL分布在第一轨道感测元件区域SEA的端部中，所述第一轨道感测元件区域SEA位于第一轨道细长部分长度尺寸EPDX的端部之外，所述第一轨道细长部分长度尺寸EPDX对应于第一轨道屏蔽端部部分SES的位置。作为进一步的解释，而不是作为限制，在图5所示的实施方式中，该描述近似对应于沿着导电接收器环路CRL(其沿着第一轨道感测元件区域SEA中的尺寸SE分布)的z轴线方向的投影。应理解，图5中以实线示出的第一轨道导电屏蔽区域CSR是根据该额外设计原理配置的。
发明人已经发现，在一些实施方式中，如果根据以上概述的原理配置的第一轨道导电屏蔽区域CSR进一步根据额外的设计原理或设计视角来配置则是有利的，其中它还被配置为使得它拦截沿着至少一个导电接收器环路CRL的z轴线方向的投影的所有区域，该至少一个导电接收器环路CRL分布在第一轨道感测元件区域SEA的一部分中，该第一轨道感测元件区域SEA的一部分位于第一轨道细长部分长度尺寸EPDX的端部内，该第一轨道细长部分长度尺寸EPDX对应于第一轨道屏蔽端部部分SES的位置。作为进一步的解释，而不是限制，在图5所示的实施方式中，该描述近似对应于沿着导电接收器环路CRL14的z轴线方向的投影，并且对应于近似如箭头A1所示沿着x轴线方向放大所示的第一轨道导电屏蔽区域CSR。
发明人已经发现，在一些实施方式中，有利的是：根据上述原理配置的第一轨道导电屏蔽区域CSR被进一步配置为使得其拦截沿着分布在第一轨道感测元件区域SEA中的所有导电接收器环路CRL的z轴线方向的投影的所有区域，除了至少一个第一轨道导电屏蔽区域包括围绕导电馈通的绝缘空隙的位置，该导电馈通通常沿着z轴线方向延伸并穿过该至少一个第一轨道导电屏蔽区域。作为进一步的解释，而不是作为限制，在图5所示的实施方式中，该描述大致对应于如箭头A2所示沿着x轴线方向放大所示的第一轨道导电屏蔽区域CSR，并将导电屏蔽区域CSR’与导电屏蔽区域配置CSRC中的导电屏蔽区域CSR合并/融合。
应当理解，上面参照图4和图5公开的设计原理和实施方式在几个重要方面不同于在‘335专利中教导并在图2和图3中示出的现有技术实施方式。
根据上面公开的第一原理，第一轨道感测元件区域SEA(FT)在沿着x轴线方向的第一轨道感测元件区域长度尺寸SEADX(FT)和沿着y轴线方向的第一轨道感测元件区域宽度尺寸SEADY(FT)上延伸，其中沿着x轴线方向的第一轨道感测元件区域长度尺寸SEADX(FT)比第一轨道细长部分长度尺寸EPDX(FT)长。为方便起见，图2中类似于第一轨道感测元件区域长度尺寸SEADX(FT)的尺寸被标记为SEADXana(后缀“ana”表示类似的意思)。为方便起见，图2中类似于第一轨道细长部分长度尺寸EPDX(FT)的尺寸标为EPDXana。可以看出，与上述设计原理相反，’335专利教导了相反的内容。也就是说，如图2所示，沿x轴线方向的第一轨道感测元件区域长度尺寸SEADXana的模拟值(analog)明显短于第一轨道细长部分长度尺寸EPDXana的模拟值。或者，换句话说，图4中所示的第一轨道细长部分长度尺寸EPDX(FT)比图2中所示的其模拟EPDXana短得多(例如，长度的一半或更少)。
根据上面公开的第二原理，图4中所示的第一轨道屏蔽端部部分SES(FT)被配置成使得其沿z轴线方向朝向接收器环路层的z轴线投影至少部分地与第一轨道感测元件区域SEA(FT)中的导电接收器环路CRL重叠(例如，如参考图5中所示的第一轨道屏蔽端部部分SES进一步详细示出和描述的那样)。为方便起见，图2和图3中类似于第一轨道屏蔽端部部分SES(FT)的特征标记为SESana(后缀“ana”表示类似的意思)。可以看出，与上述设计原理相反，’335专利教导了相反的内容。也就是说，如图2和图3所示，第一轨道屏蔽端部部分的模拟被配置成使得其有意地位于离最近的端部导电接收器环路CRL相当大的距离处，并且其沿z轴线方向朝向接收器环路层的z轴线投影被禁止与图2和图3中的导电接收器环路CRL在它们相应的感测元件区域中重叠(也就是说，明显远离)。’335专利中教导的并在图2和图3中示出的这种限制阻止了与本文公开和要求保护的电子位置编码器和检测器部分设计原理相关联的几个特征和优点。
根据上面公开的第三原理，第一轨道导电屏蔽区域CSR(FT)被配置在其第一轨道屏蔽区域层SRL中，使得其被置于第一轨道屏蔽端部部分SES(FT)和第一轨道感测元件区域SEA(FT)中的导电接收器环路CRL之间，并且被配置为拦截第一轨道屏蔽端部部分SES(FT)的z轴线投影的一区域的至少大部分区域，该区域与第一轨道感测元件区域中的导电接收器环路CRL重叠(例如，如参考图5所示的导电屏蔽区域CSR和导电屏蔽区域配置CSRC详细示出和描述的)。图3中类似于导电屏蔽区域CSR的特征同样被标记为CSR。从图3中可以看出，与上面概述的设计原理相反，’335专利教导了导电屏蔽区域CSR不需要被配置在其第一轨道屏蔽区域层(其位于图3中的Z位置Zcsr)中，使得它被插入在第一轨道屏蔽端部部分SES和导电接收器环路CRL之间、在它们相应的第一轨道感测元件区域中。从图3中还可以看出，与上面概述的设计原理相反，’335专利进一步教导了导电屏蔽区域CSR不需要被配置为拦截第一轨道屏蔽端部部分SES的z轴线投影的一区域的至少大部分，该区域与第一轨道感测元件区域中的导电接收器环路CRL重叠。也就是说，如图3所示，第一轨道屏蔽端部部分SESana的模拟被配置成使得它和其对应的导电屏蔽区域CSR有意地位于离最近的端部导电接收器环路CRL相当大的距离处。因此，其沿z轴线方向的z轴线投影被禁止与图3中的在其对应的感测元件区域中的导电接收器环路CRL重叠(即，明显远离)。此外，图3中所示的导电屏蔽区域CSR同样显著远离它们相应的感测元件区域中的导电接收器环路CRL。
因此，根据前面的解释，’335专利中的教导(例如，如图2和3所示)不符合本文公开和要求保护的电子位置编码器和检测器部分设计原理。这是因为‘335专利涉及一种检测器部分配置，该配置包括某些与根据本文公开的原理和权利要求配置的检测器部分根本不同的元件关系。如果认为在‘335专利中似乎提到一种可以满足本文公开的隔离设计原理的配置，那也是一种巧合，而不是明确的教导。本领域普通技术人员不会将其理解为暗示了本文公开和要求保护的各种设计原理、特征及其协同组合的、特别有利的、期望的或可适应的设计原理或特征。
图6是等距视图“线框”图，示出了根据本文公开的原理的检测器部分667的第二示例性实施方式以及可用于电子位置编码器的兼容标尺图案680。检测器部分667具有类似于图4-5的检测器部分467的某些特征和组件。具体地，在图6以及图4和图5中由相似的附图标记表示的元件(例如，相似的名称或数字或数字“后缀”)，或者在不同附图中明显相似的元件，是相似的元件，并且可以被理解为相似地操作，除非下面另有说明。以下仅详细描述了图6的某些特征，使得描述旨在强调根据本文公开和要求保护的原理的新颖特征和/或优点，并且本领域的普通技术人员可以通过与本文包括的或并入的参考文献中的其他附图和描述进行类比来理解附图。与先前描述的实施方式相比，检测器部分667和兼容的标尺图案680在提供更鲁棒的信号精度和/或信号强度方面提供了额外的优势。
宽泛地说，图6的实施例与图4和图5之间的主要区别如下:
除了第一图案轨道FPT之外，标尺图案680还包括第二图案轨道SPT，其类似于前面描述的第一图案轨道FPT；和
检测器部分667，除了第一轨道检测器部分元件(通常用后缀“(FT)”标识，表示“第一轨道”)之外，还包括第二轨道检测器部分元件(通常用后缀“(ST)”标识)，它们类似于前面描述的第一轨道检测器部分元件。
如图6所示，信号调制标尺图案680包括第一图案轨道FPT和第二图案轨道SPT，第一图案轨道FPT将被理解为具有先前概述的特征和尺寸，第二图案轨道SPT类似于第一图案轨道FPT。第一和第二图案轨道FPT和SPT各自包括相同类型的信号调制元件SME，其根据相同的空间周期或波长WL沿着第一和第二图案轨道FPT和SPT中的x轴线方向排列，其中第二图案轨道SPT中的信号调制元件SME沿着测量轴线方向相对于第一图案轨道中的信号调制元件偏移大约WL/2的标称标尺轨道偏移。
检测器部分667被配置成安装在第一和第二图案轨道FPT和SPT附近，并沿着测量轴线方向MA相对于它们移位。应当理解，检测器部分667包括多层电路元件，例如，如前所述，其导电层由图6所示的各种导电元件表示，这些导电元件根据如前所述的已知原理由绝缘层隔开。检测器部分667包括固定在多层电路元件上的磁场产生线圈配置FGC，以及至少一个第一轨道屏蔽端部配置SEC，和包括导电接收器环路CRL’的多个感测元件SEN’，如下面更详细描述的。
如图6所示，磁场产生线圈配置FGC包括输入部分INP和第一轨道和第二轨道磁场产生线圈部分FGCP(FT)和FGCP(ST)。第一轨道磁场产生线圈部分FGCP(FT)被配置为标称地围绕与第一图案轨道FPT标称对准的第一轨道所产生磁场区域GFA(FT)，并且响应于来自信号处理配置的线圈驱动信号，在第一轨道所产生磁场区域GFA(FT)中产生第一轨道变化磁通量。类似地，第二轨道磁场产生线圈部分FGCP(ST)被配置为标称地围绕与第二图案轨道FPT标称对准的第二轨道所产生磁场区域GFA(ST)，并且响应于来自信号处理配置的线圈驱动信号，在第二轨道所产生磁场区域GFA(ST)中产生第二轨道变化磁通量。
在图5所示的具体实施方式中，输入部分INP包括两个输入连接部分ICP1和ICP2，这两个输入连接部分通过馈通连接到磁场产生线圈配置FGC，并且还连接到信号处理配置，这将基于前面的描述来理解。
图6中示出的第一轨道磁场产生线圈部分FGCP(FT)包括第一轨道第一侧细长部分EPS1和第一轨道第二侧细长部分EPS2，它们制造在如前所述的多层电路元件的一个或多个细长部分层中。第一轨道第一侧细长部分EPS1(FT)和第一轨道第二侧细长部分EPS2(FT)沿着x轴线方向靠近第一轨道所产生磁场区域GFA(FT)的第一侧和第二侧延伸。第一轨道第一侧和第二侧细长部分EPS1(FT)和EPS2(FT)沿x轴线方向共同跨越或限定第一轨道细长部分长度尺寸EPDX(FT),并且第一轨道第一侧和第二侧细长部分EPS1(FT)和EPS2(FT)之间的y轴线方向间隔限定了标称第一轨道所产生磁场区域宽度尺寸GFADY(FT)。类似地，第二轨道第一侧细长部分EPS1(ST)和第二轨道第二侧细长部分EPS2(ST)在第二轨道所产生磁场区域GFA(ST)的第一和第二侧附近沿x轴线方向延伸。第二轨道第一侧和第二侧细长部分EPS1(ST)和EPS2(ST)沿x轴线方向共同跨越或限定了第二轨道细长部分长度尺寸EPDX(ST)，并且第二轨道第一侧和第二侧细长部分EPS1(ST)和EPS2(ST)之间的y轴线方向间隔限定了标称第二轨道所产生磁场区域宽度尺寸GFADY(ST)。
第一轨道磁场产生线圈部分FGCP(FT)还包括第一轨道屏蔽端部部分SES(FT)，该第一轨道屏蔽端部部分如前所述制造在多层电路元件的第一轨道屏蔽端部部分层中，并且跨越第一轨道第一侧和第二侧细长部分EPS1(FT)和EPS2(FT)之间的y轴线方向间隔，并且被包括在端部导体路径ECP(FT)中，该端部导体路径也包括如图所示的馈通，并且连接第一轨道磁场产生线圈部分FGCP(FT)中的第一轨道第一侧和第二侧细长部分EPS1(FT)和EPS2(FT)。第二轨道磁场产生线圈部分FGCP(ST)还包括第二轨道屏蔽端部部分SES(ST)，该第二轨道屏蔽端部部分如前所述制造在多层电路元件的第二轨道屏蔽端部部分层中，并且跨越第二轨道第一侧和第二侧细长部分EPS1(ST)和EPS2(ST)之间的y轴线方向间隔，并且被包括在端部导体路径ECP(ST)中，该端部导体路径ECP(ST)也包括如图所示的馈通，并且连接第二轨道磁场产生线圈部分FGCP(ST)中的第二轨道第一侧和第二侧细长部分EPS1(ST)和EPS2(ST)。
在图6所示的具体实施方式中，第一轨道屏蔽端部配置SEC(FT)包括第一轨道屏蔽端部部分SES(FT)以及第一轨道导电屏蔽区域CSR(FT)，在一个实施方式中，第一轨道导电屏蔽区域可以近似地如图6中的第一轨道屏蔽端部部分配置SEC(FT)中的虚线所示那样进行配置。第二轨道屏蔽端部配置SEC(ST)包括第二轨道屏蔽端部部分SES(ST)以及第二轨道导电屏蔽区域CSR(ST)，在一个实施方式中，第二轨道导电屏蔽区域可以近似如图6中第二轨道屏蔽端部配置SEC(ST)中的虚线所示那样进行配置。如图6所示，导电屏蔽区域CSR(FT)和CSR(ST)可以认为被包括在导电屏蔽区域配置CSRC中(在一些实施方式中，其可以包括额外的导电屏蔽区域CSR’)。根据先前概述的原理，在各种实施方式中，导电屏蔽区域CSR(FT)和CSR(ST)通常沿x轴线和y轴线方向延伸到不同程度，并且相对于它们沿z轴线方向的位置，在位于检测器部分667的屏蔽端部部分层和检测器部分667的一个或多个接收器环路层之间的屏蔽区域层中制造。
如图6所示，多个感测元件SEN’包括相应的导电接收器环路CRL’，其被制造在多层电路元件的一个或多个接收器环路层中，以根据先前概述的原理操作。然而，与先前描述的实施方式相比，感测元件SEN’中的一个区别在于，在多个感测元件中，感测元件SEN’的导电接收器环路CRL’沿着y轴线方向延伸，以重叠第一图案轨道FPT和第二图案轨道SPT。因此，它们沿着x轴线方向分布在第一轨道感测元件区域SEA(FT)和标称地与第二图案轨道SPT对准的第二轨道感测元件区域SEA(ST)二者上。感测元件SEN’因此被配置成提供检测器信号或检测器信号贡献，其对由标尺图案180’的第一图案轨道FPT的相邻信号调制元件SME提供的第一轨道变化磁通量的局部效应做出响应，并且还对由标尺图案180’的第二图案轨道SPT的相邻信号调制元件SME提供的第二轨道变化磁通量的局部效应做出响应。
如图6中的电流箭头所示，磁场产生线圈配置FGC被配置为在第一轨道所产生磁场区域GFA(FT)中产生具有第一极性的第一轨道变化磁通量，并且在第二轨道所产生磁场区域GFA(ST)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。导电接收器环路CRL’被配置为沿着y轴线方向延伸到第一轨道和第二轨道感测元件区域SEA(FT)和SEA(ST)中，并且在第一轨道和第二轨道感测元件区域SEA(FT)和SEA(ST)中提供相同的感测环路极性。该配置与第一和第二图案轨道FPT和SPT中大约WL/2的标尺轨道偏移相结合地操作，从每个感测元件SEN’中的第一轨道和第二轨道感测元件区域SEA(FT)和SEA(ST)产生增强信号贡献。
在图6所示的具体实施方式中，导电接收器环路CRL’与磁场产生线圈配置的各种细长部分重叠。因此，在检测器部分667的这种具体实施方式中，细长部分层EPL与多层电路元件的接收器环路层不是同一层，并且制造导电接收器环路CRL’可能需要盲孔(例如印刷电路板制造技术或其他多层制造技术中使用的术语)，使得它们与细长部分层EPL保持绝缘。然而，基于本公开的教导，本领域的普通技术人员将理解，这样的实施方式仅仅是示例性的，而不是限制性的。
应当理解，信号处理配置(例如，类似于信号处理配置566)可以以类似于前面参考图5概述的方式和/或已知方法，通过两个输入连接部分ICP1和ICP2，以及通过检测器信号输出连接部SDS1和SDS2等，可操作地连接到检测器部分667。信号处理配置可以被配置为在两个输入连接部分ICP1和ICP2处向磁场产生线圈配置FGC提供线圈驱动信号。信号处理配置还可以被配置为，基于从检测器部分667输入的检测器信号，例如在检测器信号输出连接部SDS1和SDS2等处，确定检测器部分667和标尺图案180’之间的相对位置。
应当理解，输入部分INP中使用的连接部分(例如，连接部分ICPFTST、ICP1、ICP2、馈通等)和导电屏蔽区域CSR’类似于图6中第一轨道和第二轨道屏蔽端部配置SEC(FT)和SEC(ST)中使用的端部导体部分ECP、屏蔽端部部分SES和导电屏蔽区域CSR。应当理解，在各种实施方式中，有利的是，利用类似于参考第一轨道和第二轨道屏蔽端部配置SEC(FT)和SEC(ST)公开的原理来屏蔽输入部分INP的各种连接部分(以及与信号处理配置相关的电路和连接，如果需要的话)。
应当理解，在图6示出且在上文描述的检测器部分667包括先前参照图4和5概述的重要且值得注意的特征，这些特征不同于已知现有技术电子位置编码器的检测器部分中使用的那些特征，并且提供了先前概述的优点和益处。简单总结一下:
首先，第一轨道感测元件区域SEA(FT)沿x轴线方向在第一轨道感测元件区域长度尺寸SEADX(FT)上延伸，该第一轨道感测元件区域长度尺寸SEADX(FT)比第一轨道细长部分长度尺寸EPDX(FT)长。类似地，第二轨道感测元件区域SEA(ST)沿着x轴线方向在第二轨道感测元件区域长度尺寸SEADX(ST)上延伸，该第二轨道感测元件区域长度尺寸SEADX(ST)比第二轨道细长部分长度尺寸EPDX(ST)长。
其次，第一轨道屏蔽端部部分SES(FT)被配置成使得其沿着z轴线方向朝向接收器环路层的z轴线投影至少部分地与第一轨道感测元件区域SEA(FT)中的导电接收器环路CRL’重叠。类似地，第二轨道屏蔽端部部分SES(ST)被配置成使得，其沿z轴线方向朝向接收器环路层的z轴线投影至少部分地与第二轨道感测元件区域SEA(ST)中的导电接收器环路CRL’重叠。
第三，第一轨道导电屏蔽区域CSR(FT)被配置在其第一轨道屏蔽区域层中，使得其被置于第一轨道屏蔽端部部分SES(FT)和第一轨道感测元件区域SEA(FT)中的导电接收器环路CRL’之间，并且被配置为拦截第一轨道屏蔽端部部分SES(FT)的z轴线投影的一区域的至少大部分，该区域与第一轨道感测元件区域SEA(FT)中的导电接收器环路CRL’重叠。类似地，第二轨道导电屏蔽区域CSR(ST)被配置在其第二轨道屏蔽区域层(其可以与第一轨道屏蔽区域层相同)中，使得其被插入在第二轨道屏蔽端部部分SES(ST)和第二轨道感测元件区域SEA(ST)中的导电接收器环路CRL’之间，并且被配置为拦截第二轨道屏蔽端部部分SES(ST)的z轴线投影的一区域的至少大部分，该区域与第二轨道感测元件区域SEA(ST)中的导电接收器环路CRL’重叠。
应当理解，图6中所示的导电屏蔽区域CSR(FT)和CSR(ST)被配置为拦截第一轨道和第二轨道屏蔽端部部分SES(FT)和SES(ST)的z轴线投影的、与第一轨道和第二轨道感测元件区域SEA(FT)和SEA(ST)中的导电接收器环路CRL’重叠的所有区域(除了它包括围绕导电馈通的绝缘空隙的位置)，这在各种实施方式中可以是有利的。然而，在一些实施方式中，如果第一轨道和第二轨道导电屏蔽区域CSR(FT)和CSR(ST)沿着x轴线方向稍微缩小，但是仍然被配置为拦截第一轨道和第二轨道屏蔽端部部分SES(FT)和SES(ST)的z轴线投影的至少大部分区域，则可以实现显著且充分的精度益处。根据先前概述的原理，可以在检测器部分667中进行这种和其他修改。
图7是等距视图“线框”图，示出了根据本文公开的原理的检测器部分767的第三示例性实施方式以及可用于电子位置编码器中的兼容标尺图案680。标尺图案680可以与参考图6描述的标尺图案680相似或相同。检测器部分767基本上类似于参考图6描述的检测器部分667，并且可以通过类比来理解，除了下面概述的差异。在图7和图6中由相似的附图标记(例如，相似的名称或数字或数字“后缀”)表示的元件是相似的元件，并且可以被理解为类似地操作，并且提供相似的益处和优点，除非下面另有说明。
宽泛地说，图7和图6的实施例之间的主要差异与磁场产生线圈配置FGC’和包括导电接收器环路CRL”的多个感测元件SEN”的某些方面相关联，如下文更详细描述的。
如图7所示，在磁场产生线圈配置FGC’中，输入部分INP的配置不同于图6。特别地，连接部分ICP2连接到细长部分EPS2(ST)而不是细长部分EPS1(ST)，并且连接部分ICPFTST将细长部分EPS2(FT)连接到细长部分EPS1(ST)而不是细长部分EPS2(ST)。
如图7所示，在包括第一轨道所产生磁场区域和第二轨道所产生磁场区域之间的第一轨道细长部分和第二轨道细长部分的区域中，多个感测元件SEN”在其导电接收器环路CRL”中包括导电迹线的交叉或扭曲，从而在第一轨道和第二轨道感测元件区域SEA(FT)和SEA(ST)中的每个相应感测元件SEN”中提供相反的感测环路极性。
作为前述的结果，如图7中的电流箭头所示，磁场产生线圈配置FGC’被配置成在第一轨道所产生磁场区域GFA(FT)中产生具有第一极性的第一轨道变化磁通量，并且在第二轨道所产生磁场区域GFA(ST)中产生具有与第一极性相同的极性的第二轨道变化磁通量。如上所述配置的扭曲导电接收器环路CRL”在第一轨道和第二轨道感测元件区域SEA(FT)和SEA(ST)中提供相反的感测环路极性。这种配置与第一和第二图案轨道FPT和SPT中大约WL/2的标尺轨道偏移相结合地操作，从每个感测元件SEN中的第一轨道和第二轨道感测元件区域SEA(FT)和SEA(ST)产生增强信号贡献。因此，检测器部分767提供了与前述检测器部分667基本相似的信号和优点。
图8是示出了根据本文公开的原理的检测器部分867的第四示例性实施方式以及可用于电子位置编码器的兼容标尺图案180的平面图。
标尺图案180可以与参考图4和5描述的标尺图案180相似或相同。检测器部分867基本上类似于参考图4和图5描述的检测器部分467，并且可以通过类比来理解，除了下面概述的差异。在图8、图4和图5中由相似的附图标记表示的元件(例如，相似的名称或数字或数字“后缀”)是相似的元件，并且可以理解为类似地操作，并且提供相似的益处和优点，除非下面另有说明。
宽泛地说，图8和图4和图5的实施例之间的主要差异与磁场产生线圈配置FGC”的某些方面相关，如下面更详细描述的。
本文先前示出和描述的各种磁场产生线圈配置FGC可以被表征为“单匝”配置，其中仅一个导电匝或导线环围绕所产生的磁场区域GFA。在一些实施方式中，这种匝或环可以是不完全围绕产生的磁场区域GFA的部分环，但是仍然在其中提供操作产生的磁场。相反，如图8所示的检测器部分867包括“两匝”配置，如下面更详细描述的。
在图8中可以理解，根据前面概述的原理，磁场产生线圈配置FGC”的细长部分EPXXx(FT)在检测器部分867的细长部分层中制造。根据先前概述的原理，磁场产生线圈配置FGC”的其它部分，例如图8中用较暗的填充线示出的屏蔽端部部分SESx(FT)，被制造在检测器部分867的屏蔽端部部分层中。根据前面概述的原理，这些层之间的连接是通过馈通F-THUR实现的。馈通F-THRU在图8中用黑色实心圆圈表示。
如图8所示，磁场产生线圈配置FGC”包括以下布置:
输入连接部CP1连接到第一第一侧细长部分EPS1a(FT)，该第一第一侧细长部分通过磁场产生线圈配置FGC”的第一端处的屏蔽端部部分配置SEC(FT)中的屏蔽端部部分SESa(FT)串联连接到第一第二侧细长部分EPS2a(FT)；
第一第二侧细长部分EPS2a(FT)通过磁场产生线圈配置FGC”的第二端处的屏蔽端部部分配置SEC(FT)中的屏蔽端部部分配置SESab(FT)与第二第一侧细长部分EPS1b(FT)串联连接；
第二第一侧细长部分EPS1b(FT)通过磁场产生线圈配置FGC”的第一端处的屏蔽端部部分SEC(FT)配置中的屏蔽端部部分串联连接到第二第二侧细长部分EPS2b(FT)；和
第二第二侧细长部分EPS2b(FT)在磁场产生线圈配置FGC”的第二端处的屏蔽端部部分配置SEC(FT)附近连接到输入连接部CP2。
应当理解，根据本文公开的原理，这种两匝配置在检测器部分中可以变得有利或合乎需要，其中磁场产生线圈配置FGC”沿x轴线方向可以比在提供类似性能和精度的先前已知检测器部分中使用的那些明显更短。如前所述，与已知的磁场产生配置相比，根据本文公开和要求保护的原理所允许的明显更短的细长部分EP固有地允许磁场产生线圈配置FGC”具有明显更小的电阻和/或阻抗。因此，在一些实施方式中，可以向磁场产生线圈配置FGC”添加额外的匝或环，以将阻抗调节(增加)到用于对线圈的谐振振荡进行驱动的期望水平，而不超过磁场产生线圈配置FGC”的电阻和/或阻抗的实际或期望限制。在一些这样的实施方式中，可以实现出乎意料的高信噪比和/或精度。应当理解，在一些实施方式中，可能希望使用“三匝”配置或更多的磁场产生线圈配置FGC。
图9是示出包括电子位置编码器910的测量系统900的组件的一个示例性实施方式的框图。应当理解，图9的某些编号的部件9XX可以对应于和/或具有与图1的类似编号的部件1XX类似的操作，除非下面另有描述。电子位置编码器910包括一起形成换能器的标尺970和检测器部分967，以及信号处理配置966。在各种实施方式中，检测器部分967可以包括上面参照图2-8描述的任何配置，或者其他配置。测量系统900还包括用户界面特征，例如显示器938和用户可操作开关934和936，并且可以另外包括电源965。在各种实施方式中，还可以包括外部数据接口932。所有这些元件都耦合到信号处理配置966(或信号处理和控制电路)，其可以实施为信号处理器。信号处理配置966可向检测器部分967中的磁场产生线圈配置提供驱动信号，并基于从检测器部分967输入的检测器信号来确定检测器部分967的感测元件相对于标尺970的位置，如本文先前概述的。
在各种实施方式中，图9的信号处理配置966(和/或本文示出和描述的其他信号处理配置)可以包括执行软件以执行本文描述的功能的一个或多个处理器或其组成。处理器包括可编程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)、可编程逻辑器件(PLD)等，或这些器件的组合。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)、闪存等，或者这些组件的组合。软件也可以存储在一个或多个存储设备中，例如基于光的盘片、闪存设备或用于存储数据的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，这些程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。在分布式计算环境中，程序模块的功能可以在多个计算系统或设备上组合或分布，并通过有线或无线配置中的服务调用来访问。
虽然已经示出和描述了本公开的优选实施方式，但是基于本公开，特征和操作顺序的示出和描述的布置中的许多变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。可以使用各种替代形式来实现本文公开的原理。上述各种实施方式和特征可以被组合以提供进一步的实施方式。本说明书中提及的所有美国专利和美国专利申请都通过引用整体结合于此。如果需要，可以修改实施方式的各方面，以采用各种专利和申请的概念来提供进一步的实施方式。作为一个例子，应该理解的是，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，当应用于这种旋转位置编码器时，在上面的描述和权利要求中提到的x轴线方向和y轴线方向分别被解释为对应于圆形测量轴线方向和径向方向。
根据以上详细描述，可以对实施方式进行这些和其他变化。一般而言，在以下权利要求中，所使用的术语不应被解释为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，而是应被解释为包括所有可能的实施方式以及这些权利要求被赋予的等同物的全部范围。

Claims (18)

1.一种电子位置编码器，可用于沿着与x轴线方向一致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，沿着测量轴线方向延伸并且包括信号调制标尺图案，所述信号调制标尺图案包括至少第一图案轨道，所述第一图案轨道具有沿着垂直于x轴线方向的y轴线方向的图案轨道宽度尺寸，每个图案轨道包括信号调制元件，所述信号调制元件被布置成提供作为沿着x轴线方向的位置的周期性函数而变化的空间变化特性，
检测器部分，其被配置为安装在所述至少第一图案轨道附近，并且相对于所述至少第一图案轨道沿着测量轴线方向移动，所述检测器部分包括多层电路元件，所述多层电路元件具有在正常操作期间面向标尺的前表面，包括:
磁场产生线圈配置，固定在多层电路元件上，包括:
输入部分，包括至少两个连接部分，其将磁场产生线圈配置连接到来自信号处理配置的线圈驱动信号；和
第一轨道磁场产生线圈部分，其被配置为标称地围绕与第一图案轨道标称地对准的第一轨道所产生磁场区域，并且响应于线圈驱动信号在第一轨道所产生磁场区域中产生第一轨道变化磁通量，第一轨道磁场产生线圈部分包括:
第一轨道第一侧和第二侧细长部分，其被制造在多层电路元件的一个或多个细长部分层中，且沿着x轴线方向靠近第一轨道所产生磁场区域的第一侧和第二侧延伸，其中第一轨道第一侧和第二侧细长部分共同跨越或限定沿着x轴线方向的第一轨道细长部分长度尺寸，并且第一轨道第一侧和第二侧细长部分之间的y轴线方向间隔限定了标称第一轨道所产生磁场区域宽度尺寸；和
第一轨道屏蔽端部部分，其被制造在多层电路元件的第一轨道屏蔽端部部分层中，并且跨越第一轨道第一侧和第二侧细长部分之间的y轴线方向间隔，并且被包括在将第一轨道磁场产生线圈部分中的第一轨道第一侧和第二侧细长部分连接的端部导体路径中；和
至少一个第一轨道屏蔽端部配置，包括:
第一轨道屏蔽端部部分；和
导电屏蔽区域配置，其包括至少一个第一轨道导电屏蔽区域，该第一轨道导电屏蔽区域沿x轴线和y轴线方向延伸，并且被制造在第一轨道屏蔽区域层中，该第一轨道屏蔽区域层相对于它们沿与多层电路元件前表面标称正交的z轴线方向的位置位于第一轨道屏蔽端部部分层和多层电路元件的一个或多个接收器环路层之间；和
多个感测元件，包括被制造在多层电路元件的一个或多个接收器环路层中的相应导电接收器环路，其中导电接收器环路沿着x轴线方向分布在与第一图案轨道标称对准的第一轨道感测元件区域上，并且感测元件被配置为提供检测器信号或检测器信号贡献，所述检测器信号或检测器信号贡献对由标尺图案的相邻信号调制元件SME提供的第一轨道变化磁通量上的局部效应做出响应；和
信号处理配置，其可操作地连接到检测器部分以提供线圈驱动信号，并且被配置为基于从检测器部分输入的检测器信号来确定检测器部分和标尺图案之间的相对位置，
其中:
第一轨道感测元件区域在沿着x轴线方向的第一轨道感测元件区域长度尺寸和沿着y轴线方向的第一轨道感测元件区域宽度尺寸上延伸，其中沿着x轴线方向的第一轨道感测元件区域长度尺寸比第一轨道细长部分长度尺寸长；
第一轨道屏蔽端部部分被配置成使得，其沿着z轴线方向朝向接收器环路层的z轴线投影至少部分地与第一轨道感测元件区域中的导电接收器环路重叠；和
第一轨道导电屏蔽区域被配置在其第一轨道屏蔽区域层中，使得其被插入在第一轨道屏蔽端部部分和第一轨道感测元件区域中的导电接收器环路之间，并且被配置为拦截第一轨道屏蔽端部部分的z轴线投影的一区域的至少大部分，所述区域与第一轨道感测元件区域中的导电接收器环路重叠。
2.根据权利要求1所述的电子位置编码器，其中，至少一个第一轨道导电屏蔽区域被配置为拦截第一轨道屏蔽端部部分的投影的、与第一轨道感测元件区域中的接收器环路重叠的所有区域，除了至少一个第一轨道导电屏蔽区域包括围绕导电馈通的绝缘空隙的位置，该导电馈通通常沿着z轴线方向延伸并穿过该至少一个第一轨道导电屏蔽区域。
3.根据权利要求1所述的电子位置编码器，其中，至少一个第一轨道导电屏蔽区域还被配置为使得，其拦截沿着导电接收器环路的z轴线方向的投影的一区域的至少大部分，所述区域分布在第一轨道感测元件区域的端部中，所述端部位于与第一轨道屏蔽端部部分的位置对应的第一轨道细长部分长度尺寸的端部之外。
4.根据权利要求3所述的电子位置编码器，其特征在于，至少一个第一轨道导电屏蔽区域还被配置成使得，其它拦截至少一个导电接收器环路的沿着z轴线方向的投影的、分布在第一轨道感测元件区域的一部分中的所有区域，所述部分位于与第一轨道屏蔽端部部分的位置对应的第一轨道细长部分长度尺寸的端部内。
5.根据权利要求4所述的电子位置编码器，其中，至少一个第一轨道导电屏蔽区域被配置为使得，其拦截所有导电接收器环路的沿着z轴线方向的投影的分布在第一轨道感测元件区域中的所有区域，除了至少一个第一轨道导电屏蔽区域包括围绕导电馈通的绝缘空隙的位置，所述导电馈通通常沿着z轴线方向延伸并穿过至少一个第一轨道导电屏蔽区域。
6.根据权利要求1所述的电子位置编码器，其中:
沿着x轴线方向的第一轨道感测元件区域长度尺寸在每一端延伸超过第一轨道细长部分长度尺寸至少一个量SE，该量SE至少是标称第一轨道所产生磁场区域宽度尺寸的K倍，其中K是至少为1的数字。
7.根据权利要求6所述的电子位置编码器，其中K至少为2。
8.根据权利要求6所述的电子位置编码器，其中，所述第一图案轨道的信号调制元件布置为对应于沿x轴线方向的空间波长WL，并且SE至少为WL。
9.根据权利要求8所述的电子位置编码器，其中，SE至少为2*WL。
10.根据权利要求1所述的电子位置编码器，其中:
至少一个细长部分层和至少一个接收器环路层是多层电路元件的同一层，并且第一轨道细长部分中的至少一个和导电接收器环路的至少一些部分被制造在该同一层中。
11.根据权利要求1所述的电子位置编码器，其中:
信号调制标尺图案包括平行于第一图案轨道布置的第二图案轨道，第一和第二图案轨道每一个包括沿x轴线方向分布的信号调制元件；
磁场产生线圈配置包括:
第二轨道磁场产生线圈部分，其被配置为标称地围绕与第二图案轨道标称地对准的第二轨道所产生磁场区域，并且响应于线圈驱动信号在第二轨道所产生磁场区域中产生第二轨道变化磁通量，所述第二轨道磁场产生线圈部分包括:
第二轨道第一侧和第二侧细长部分，被制造在多层电路元件的一个或多个细长部分层中，且沿着x轴线方向靠近第二轨道所产生磁场区域的第一侧和第二侧延伸，其中第二轨道第一侧和第二侧细长部分共同跨越或限定沿着x轴线方向的第二轨道细长部分长度尺寸，并且第二轨道第一侧和第二侧细长部分之间的y轴线方向间隔限定标称第二轨道所产生磁场区域宽度尺寸，并且
第二轨道屏蔽端部部分，其被制造在多层电路元件的第二轨道屏蔽端部部分层中，并且跨越第二轨道第一侧和第二侧细长部分之间的y轴线方向间隔，并且被包括在将第二轨道第一侧和第二侧细长部分连接以形成第二轨道磁场产生线圈部分的导体路径中；和
至少一个第二轨道屏蔽端部配置，包括:
第二轨道屏蔽端部部分；和
导电屏蔽区域配置，其包括至少一个第二轨道导电屏蔽区域，该第二轨道导电屏蔽区域沿x轴线和y轴线方向延伸，并且被制造在第二轨道屏蔽区域层中，该第二轨道屏蔽区域层相对于它们沿与多层电路元件前表面标称正交的z轴线方向的位置位于第二轨道屏蔽端部部分层和多层电路元件的一个或多个接收器环路层之间；和
在多个感测元件中，导电接收器环路进一步沿着x轴线方向分布在与第二图案轨道标称对准的第二轨道感测元件区域上，并且感测元件进一步被配置为提供检测器信号或检测器信号贡献，所述检测器信号或检测器信号贡献对由标尺图案的相邻信号调制元件提供的第二轨道变化磁通量上的局部效应做出响应，
其中:
第二轨道感测元件区域在沿着x轴线方向的第二轨道感测元件区域长度尺寸和沿着y轴线方向的第二轨道感测元件区域宽度尺寸上延伸，其中沿着x轴线方向的第二轨道感测元件区域长度尺寸比第二轨道细长部分长度尺寸长；和
第二轨道屏蔽端部部分被配置成使得，其沿着z轴线方向朝向接收器环路层的z轴线投影至少部分地与第二轨道感测元件区域中的导电接收器环路重叠；和
第二轨道导电屏蔽区域被配置在其第二轨道导电屏蔽区域层中，使得其被插入在第二轨道屏蔽端部部分和第二轨道感测元件区域中的接收器环路之间，并且被配置为拦截第二轨道屏蔽端部部分的z轴线投影的一区域的至少大部分，所述区域与第二轨道感测元件区域中的接收器环路重叠。
12.根据权利要求11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沿第一和第二图案轨道中的x轴线方向且根据相同的空间周期或波长WL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移大约WL/2的标称标尺轨道偏移；
磁场产生线圈配置被配置为在第一轨道所产生磁场区域中产生具有第一极性的第一轨道变化磁通量，并且在第二轨道所产生磁场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路被配置为沿着y轴线方向延伸到第一轨道和第二轨道感测元件区域二者中，并且在第一轨道和第二轨道感测元件区域中提供相同的感测环路极性。
13.根据权利要求11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根据相同的空间周期或波长WL沿第一和第二图案轨道中的x轴线方向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移大约WL/2的标称标尺轨道偏移；
磁场产生线圈配置被配置为在第一轨道所产生磁场区域中产生具有第一极性的第一轨道变化磁通量，并且在第二轨道所产生磁场区域中产生具有与第一极性相同的极性的第二轨道变化磁通量；和
至少大部分导电接收器环路被配置为沿着y轴线方向延伸到第一轨道和第二轨道感测元件区域中，并且包括它们的导电迹线的交叉或扭曲，以在第一轨道和第二轨道感测元件区域中提供相反的感测环路极性。
14.根据权利要求13所述的电子位置编码器，其中，对于至少大部分导电接收器环路，它们的导电迹线的交叉或扭曲位于包括第一轨道所产生磁场区域和第二轨道所产生磁场区域之间的第一轨道细长部分和第二轨道细长部分的区域中。
15.根据权利要求11所述的电子位置编码器，其中，所述第一轨道磁场产生线圈部分和所述第二轨道磁场产生线圈部分每一个围绕它们各自的第一轨道所产生磁场区域和第二轨道所产生磁场区域配置有单匝配置。
16.根据权利要求11所述的电子位置编码器，其中:
第一轨道屏蔽端部部分层和第二轨道屏蔽端部部分层是同一层；
第一轨道屏蔽区域层和第二轨道屏蔽区域层是同一层；和
第一轨道第一和第二细长部分以及第二轨道第一和第二细长部分在相同的一个或多个细长部分层中制造。
17.根据权利要求1所述的电子位置编码器，其中，第一轨道细长部分和第一轨道屏蔽端部部分之间的每个连接部包括沿z轴线方向延伸的馈通。
18.根据权利要求1所述的电子位置编码器，其中，所述第一轨道磁场产生线圈部分被配置为围绕所述第一轨道所产生磁场区域的两匝配置，所述两匝配置包括:
第一第一侧细长部分，其在第一端处通过屏蔽端部部分配置中的屏蔽端部部分串联连接到第一第二侧细长部分；
所述第一第二侧细长部分，其在第二端处通过屏蔽端部部分配置中的屏蔽端部部分串联连接到第二第一侧细长部分；和
所述第二第一侧细长部分，其在第一端处通过屏蔽端部部分配置中的屏蔽端部部分串联连接到第二第二侧细长部分。
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