CN116642416A - 扫描元件和具有该扫描元件的感应式位置测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种扫描元件(1)和具有该扫描元件的感应式位置测量装置，该扫描元件用于感应式位置测量装置，扫描元件包括电路板(1.1)，电路板具有位于两个检测器单元(1.11，1.12)之间的几何中间平面(M)。检测器单元(1.11，1.12)包括接收器印制导线(1.1121，1.1241)，其中，第一检测器单元(1.11)还包括第一端子印制导线(1.116)，第一端子印制导线与第一接收器印制导线(1.1121)之一电连接并且以径向方向分量伸展穿过第一间隙(U1)。第二检测器单元(1.12)包括第二端子印制导线(1.126)，第二端子印制导线与第四接收器印制导线(1.1241)之一电连接并且以径向方向分量伸展穿过第二间隙(U2)。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据本发明的用于感应式位置测量装置的扫描元件，该位置测量装置用于确定扫描元件相对于两个能够以不同速度转动的标尺元件的位置，以及涉及一种具有这种扫描元件的位置测量装置。
背景技术
感应式位置测量装置例如用作用于确定可相对彼此转动的机器部件的角位置的角度测量设备。在感应式位置测量装置的情况下，通常激励器线路和接收器线路例如以印制导线的形式施加在共同的、主要是多层的电路板上，所述电路板例如与角度测量设备的定子固定地连接。标尺元件与所述电路板相对置，在所述标尺元件上施加分度结构，并且所述标尺元件与角度测量设备的转子抗转动地连接。当在激励器线路处施加时间上交变的激励电流时，则在接收器线圈中在转子和定子之间的相对转动期间产生与角位置相关的信号。所述信号然后在评估电子装置中进一步处理。
特别是在机器人驱动器中，感应式位置测量装置通常用作测量设备，所述测量设备用于确定驱动轴的角位置并且同时用于精确确定从动轴的角位置，其中，通过减速变速器将驱动轴的运动导入到从动轴中。在该情况下，借助于扫描元件测量角位置或角状态，所述扫描元件包括在两侧具有相应的检测器单元的电路板，使得能够由可转动地设置在电路板两侧的标尺元件来确定相应的角位置。
在JP2006208239A中，特别是根据那里的图6，公开一种具有两个转子的位置测量装置，在所述两个转子之间设置有定子。那里描述的位置测量装置例如用在千分尺螺钉中。
发明内容
本发明所基于的目的是：为感应式位置测量装置创建一种相对精确工作的、紧凑且可便宜制造的扫描元件，通过该扫描元件能够实现第一标尺元件和第二标尺元件的位置或角位置的确定。
根据本发明，该目的通过本发明的特征来实现。
适合于并旨在用于感应式位置测量装置的扫描元件包括具有第一检测器单元和第二检测器单元的电路板。第一检测器单元具有第一激励器线路、第一接收器线路和第三接收器线路。第二检测器单元具有第二激励器线路、第二接收器线路和第四接收器线路。电路板具有设置在第一检测器与第二检测器单元之间的几何中间平面。此外，接收器线路沿环周方向围绕轴线环绕地设置，其中，第三接收器线路相对于第一接收器线路在径向的外部伸展。同样地，第二接收器线路相对于第四接收器线路在径向的外部伸展。第一接收器线路包括第一接收器印制导线，第二接收器线路包括第二接收器印制导线，第三接收器线路包括第三接收器印制导线并且第四接收器线路包括第四接收器印制导线。第一接收器印制导线、第二接收器印制导线、第三接收器印制导线和第四接收器印制导线分别具有周期性伸展曲线。第三接收器线路构成为，使得所述第三接收器线路沿其在环周方向上的延伸具有第一间隙，所述第一间隙通过第三接收器印制导线限制。第二接收器线路同样沿其在环周方向上的延伸具有第二间隙，所述第二间隙通过第二接收器印制导线限制。此外，第一检测器单元包括第一端子印制导线，第一端子印制导线与第一接收器印制导线之一电连接或接触，并且以径向方向分量伸展穿过第一间隙。第二检测器单元包括第二端子印制导线，第二端子印制导线与第四接收器印制导线之一电连接并且以径向方向分量伸展穿过第二间隙。特别地，端子印制导线为两个内置的第一接收器印制导线和第四接收器印制导线到电子电路的构件之间的连接部段。
关于确定本发明主题的空间设置，能够首先限定第一方向x。第一方向x为测量所寻找的位置的方向(测量方向)。因为第一标尺元件和扫描元件之间的第一相对角位置以及同时第二标尺元件和扫描元件之间的第二角位置应当通过位置测量装置分别相对于围绕(转动)轴线的转动或枢转运动来测量，所以第一方向x是环周方向或切线方向。
此外，能够限定与第一方向x正交伸展的第二方向y。
第三方向z与第一方向x正交定向并且同时与第二方向y正交定向。第三方向z平行于(转动)轴线伸展，标尺元件能够围绕该转动轴线相对于扫描元件转动。此外，第三方向z与中间平面正交。电路板的各个层在第三方向z上相互错开地设置。
电路板的两个最大面通常相互平行定向。中间平面特别是平行于该面设置在所述电路板面之间的中间，使得尤其在第三方向z上电路板的一个面与中间平面之间的间距与电路板的另一面与中间平面之间的间距一样大。
在本发明的另一设计方案中，第一间隙相对于第二间隙在环周方向上偏移地设置。因此，电路板的结构中的两个间隙不彼此重叠。
根据本发明的一个改进形式，电路板多层地构成，其中，第一检测器单元设置在电路板的第一层中和第二层中。此外，第二检测器单元设置在电路板的第三层和第四层中。特别地，第一端子印制导线还能够交替地在电路板的第一层和第二层中伸展。替代地或补充地，第二端子印制导线能够交替地在第三层和第四层中伸展。换言之，第一端子印制导线的至少一个部段在第一层中伸展并且第一端子印制导线的另一部段在第二层中伸展。类似的考虑适用于第二端子印制导线。
电路板有利地包括电子构件，其中，第二检测器单元和电子构件中的至少一个电子构件设置在电路板的同一侧上。
有利地，第一激励器线路和第二激励器线路能够用激励电流通电，所述激励电流通常具有随时间变化的电流强度(交流电或混合电流)。激励电流能够借助电子构件生成，这意味着其伸展能够由电子构件形成。在电流强度和电压强度之间存在物理关联之后，当然也对于激励电压能够进行同样的考虑。
扫描元件有利地设计成，使得第一激励器线路和第二激励器线路串联电连接。
在本发明的另一设计方案中，能够由一个或多个接收器线路产生的信号能够借助于电子构件来继续处理，该电子构件尤其形成评估电路。
电子构件因此能够是不同电子电路的元件或者能够与不同的电路相关联。例如，特定的电子构件能够是用于生成激励电流的电路的元件，或者其他电子构件能够是用于评估或继续处理信号的另一电路的元件。
接收器线路有利地沿着环周方向或沿着第一方向x伸展，激励器线路也是如此。
第一检测器单元、尤其第一端子印制导线有利地经由镀通孔与至少一个电子构件电连接，其中，镀通孔径向设置在第二接收器线路之外。在本发明的另一设计方案中，镀通孔与电子组件之一电接触，使得因此尤其通过第一检测器单元或其接收器印制导线产生的信号能够经由镀通孔输送给电子构件。特别地，镀通孔能够在第三方向z上伸展。
在本发明的一个有利的设计方案中，镀通孔构成为穿透式过孔。特别地，镀通孔通过穿过电路板的连续钻孔制造。钻孔在内壁优选地设有金属层，特别是铜层。镀通孔的上和下接触部位形成与印制导线、导体层或电子构件的电接触。在下文中，将术语镀通孔也可理解为如下装置，其中，填充或覆层有导电材料的多个钻孔或空腔彼此错开地设置(特别是沿径向方向或沿环周方向)。这种镀通孔通常也称为交错镀通孔。
在本发明的另一设计方案中，第一间隙在环周方向上延伸超过第一长度，其中，第三接收器印制导线具有带有第三周期长度λ3的周期性伸展曲线。在此适用：第一长度大于或等于第三周期长度λ3的1/8，即L1(第一长度)≥1/8·λ3。
有利地，扫描元件设计成，使得第二间隙在环周方向上延伸超过第二长度，并且第二接收器印制导线具有带有第二周期长度λ2的周期性伸展曲线，在该情况下适用：第二长度大于或等于第二周期长度的λ2的1/8，即L2(第二长度)≥1/8·λ2。
在本发明的另一设计方案中，第一接收器印制导线具有带有第一周期长度λ1的周期性伸展曲线，并且第三接收器印制导线具有带有第三周期长度λ3的周期性伸展曲线。第一周期长度λ1小于或等于第三周期长度λ3(λ1≤λ3)。此外，第二接收器印制导线的周期性分布能够具有第二周期长度(λ2)并且第四接收器印制导线能够具有第四周期长度(λ4)。在此，第一周期长度(λ1)小于或等于所有其他周期长度λ2、λ3、λ4，即小于或等于第二周期长度、第三周期长度和第四周期长度(λ2、λ3、λ4)。
有利地，第二周期长度(λ2)小于或等于第四周期长度(λ4)。
在本发明的一个有利的设计方案中，第二检测器单元和电子构件的至少一个电子构件设置在电路板的同一侧上。在这种构型中，因此，第二检测器单元和电子构件相对于中间平面在相同方向上偏移，使得中间平面不设置在第二检测器单元与电子构件之间。
在本发明的另一设计方案中，第一检测器单元具有第三激励器线路，并且第二检测器单元具有第四激励器线路。
在有利的设计方案中，第一屏蔽层设置在电路板的第五层中并且第二屏蔽层设置在电路板的第六层中。中间平面位于第一屏蔽层和第二屏蔽层之间，使得屏蔽层因此设置在中间平面的两侧。
关于第三方向z，中间平面位于第一检测器单元和第一屏蔽层之间。因此，同样适用的是：相对于第三方向z，中间平面位于第二检测器单元和第二屏蔽层之间，或者适用的是：第二检测器单元与第二屏蔽层设置在中间平面的两侧。
根据另一方面，本发明还包括一种感应式位置测量装置，其具有扫描元件以及第一标尺元件和第二标尺元件。标尺元件在第三方向z上(第三方向正交于中间平面)间隔开地设置在电路板的两侧。
有利地，第一标尺元件具有第一直径D1，并且第二标尺元件具有第二直径d2，其中，第一直径D1大于第二直径d2(D1>d2)。
此外，标尺元件能够围绕共同轴线可相对于扫描元件转动地设置。
此外，电子构件中的至少一个电子构件能够设置得与第二标尺元件的外轮廓相比与轴线更远间隔开。于是，因此，该至少一个电子构件径向设置在第二标尺元件之外。
本发明的有利的构成方案能够从从属权利要求中得出。
附图说明
根据本发明的扫描元件的其他的细节和优点从以下根据附图对实施例的描述中得出。
图1示出包括扫描元件和第一标尺元件和第二标尺元件的位置测量装置的立体图，
图2示出扫描元件的第一侧的俯视图，
图3示出扫描元件的第一侧的细节图，
图4示出扫描元件的第二侧的俯视图，
图5示出扫描元件的第二侧的细节图，
图6示出贯穿扫描元件的细节剖面P-P，
图7示出第一标尺元件的俯视图，
图8示出第二标尺元件的俯视图。
具体实施方式
根据图1根据位置测量装置描述本发明，位置测量装置具有扫描元件1，所述扫描元件1既能够用于检测第一标尺元件2的角位置又能够用于检测第二标尺元件3的角位置。两个标尺元件2、3以可围绕轴线R相对于扫描元件1转动地设置。这种位置测量装置例如能够在机器人的驱动装置中使用。然后，第二标尺元件3例如与马达的驱动轴抗转动地连接。该驱动轴又与具有从动轴的减速变速器连接。第一标尺2随从动轴转动。以该方式，例如能够借助第二标尺3执行角度调节以对马达进行换向和借助第一标尺元件2执行相对高精度的角度调节以定位机器人。
扫描元件1包括具有多个层的电路板1.1以及安装在电路板1.1上的电子构件1.2。扫描元件1用于扫描第一标尺元件2并同时用于扫描第二标尺元件3。在所提出的实施例中，电子构件1.2仅安装在第二侧上。但是，替代地或附加地，电路板1.1的第一侧也能够配备有电子构件。
为了确定角度信息，第一检测器单元1.11设置在电路板1.1的第一侧，第二检测器单元1.12设置在电路板1.1的第二侧。在图1中示了电路板1.1的具有第二检测器单元1.12的第二侧。
在图2和图3中(图3是根据图2的第一检测器单元1.11的放大的细节图)示出电路板1.1的第一侧，其尤其具有第一检测器单元1.11，所述第一检测器单元位于电路板1.1的外部的第一层A中和电路板1.1的第二层B中(见图6)。第一检测器单元1.11包括第一激励器线路1.111、第一接收器线路1.112、第三激励器线路1.113、第三接收器线路1.114和第五激励器线路1.115。第一接收器线路1.112包括第一接收器印制导线1.1121并且第三接收器线路1.114包括第三接收器印制导线1.1141。第一接收器线路和第三接收器线路1.112、1.114在环周方向上围绕轴线R环绕设置，其中，第三接收器线路1.114相对于第一接收器线路1.112在径向的外部伸展，即径向上在第一接收器线路1.112之外伸展。
在图4和图5中，是从另一侧示出电路板1.1，使得可见第二检测器单元1.12。图5示出第二检测器单元1.12的放大细节。在图4和图5中尤其示出位于第二检测器单元1.12的如下结构，所述结构处于电路板1.1的外部第四层F中和电路板1.1的第三层E中。第二检测器单元1.12包括第二激励器线路1.121、第二接收器线路1.122、第四激励器线路1.123、第四接收器线路1.124和第六激励器线路1.125。第二接收器线路1.122包括第二接收器印制导线1.1221并且第四接收器线路1.124包括第四接收器印制导线1.1241。第一接收器线路和第三接收器线路1.112、1.114也在环周方向上围绕轴线R环绕地设置，其中，第二接收器线路1.122相对于第四接收器线路1.124在径向的外部伸展。
在图6中示出根据贯穿扫描元件1或电路板1.1的剖面线P-P的示意性的部分剖视图，其中，为了概览放弃对电路板1.1的电绝缘材料画阴影线。此外，为了更好地解释根据本发明的扫描元件1，图6的部分剖面图未按比例绘制。如上已经提及的那样，电路板1.1多层地构建。从几何学的角度来看，对于电路板1.1可限定所提出的中间平面M，该中间平面平行于电路板1.1的第一侧或平行于第二侧居中地设置在第一侧和第二侧之间。此外，能够借助于坐标系限定各个元素彼此间的几何关系。在此，第一方向x是要沿着其正常进行位置或角度测量的方向。在所提出的实施例中，第一方向x对应于环周方向。标尺元件2、3能够围绕其转动的轴线R平行于第三方向z伸展，因此第三方向z在此也能够被限定为轴向方向。也能够称为径向方向的第二方向y定向为与第三方向z和第一方向x正交。因此，由x和y轴线展开的平面平行于中间平面M定向，并且第三方向z以及轴线R与中间平面M正交定向。
第一检测器单元1.11设置在电路板1.1的第一层A和电路板1.1的第二层B中，而第二检测器单元1.12设置在第三层E和第四层F中。第一层A最靠近电路板1.1的第一侧，并且第二层B次靠近电路板1.1的第一侧。关于电路板1.1的第二侧，相同的情况适用于第四层F和第三层E。
第一检测器单元1.11的激励器线路1.111、1.113、1.115包括在第一层A中伸展的激励器印制导线1.1111、1.1131、1.1151。与此类似，第二检测器单元1.12的激励器线路1.121、1.123、1.125包括在第四层F中伸展的激励器印制导线1.1211、1.1231、1.1251。
此外，电路板1.1还包括第五层D和第六层C。在第五层D中存在第一屏蔽层1.13，并且在第六层C中存在第二屏蔽层1.14。屏蔽层1.13、1.14在此是相对大面积的铜层。所述铜层特别是在接收器线路1.112、1.114、1.122、1.124之间的区域中不具有穿孔或凹陷部，使得第一检测器单元1.11的接收器线路1.112、1.114和第二检测器单元1.12的接收器线路1.122、1.124之间的串扰被抑制或至少被强烈减少。
第一检测器单元1.11的激励器线路1.111、1.113、1.115包围第一接收器线路1.112或第三接收器线路1.114。
第二检测器单元1.12的激励器线路1.121、1.123、1.125包围第二接收器线路1.122或第四接收器线路1.124。激励器线路1.111、1.113、1.115、1.121、1.123、1.125和接收器线路1.112、1.114、1.122、1.124沿环周方向或沿第一方向x伸展。
在所提出的实施例中，接收器线路1.112、1.114、1.122、1.124中的每一个接收器线路分别包括接收器印制导线1.1121、1.1141、1.1221、1.1241，接收器印制导线在环周方向上偏移地设置，使得接收器印制导线能够根据偏移提供四个相移信号。在图中，属于同一接收器线路1.112、1.114、1.122、1.124的接收器印制导线1.1121、1.1141、1.1221、1.1241仅设有一个附图标记。因此，例如，第一接收器线路1.112的所有接收器印制导线1.1121仅设有一个附图标记。此外，第一检测器单元1.11的第一接收器印制导线1.1121以与过孔连接的方式在电路板1.1的不同层中伸展，使得在交叉点处避免不期望的短路。相同的情况适用于第二检测器单元1.12的接收器印制导线1.1221、1.1241。虽然严格来说第一接收器印制导线和第二接收器印制导线1.1121、1.1221中的每一个都由多个导体段组成，导体段分别分布到两个平面或层上并且彼此相邻排列，这种结构在下文中称为接收器印制导线1.1221、1.1241。
接收器印制导线1.1121、1.1141、1.1221、1.1241具有基本上为正弦或正弦状设计的空间周期性伸展曲线。这涉及第一检测器单元1.11，第一接收器线路1.112的第一接收器印制导线1.1121具有第一周期长度λ1，并且第三接收器印制导线1.1141具有第三周期长度λ3。在所提出的实施例中，根据图3，第一周期长度λ1小于第三周期长度λ3(λ1<λ3＝2·1/2λ3，图3)。关于第二检测器单元1.12(见图5)，能够确定：第二接收器线路1.122的第二接收器印制导线1.1221具有第二周期长度λ2并且第四接收器印制导线1.1241具有第四周期长度λ4。在此适用的是：第二周期长度λ2小于第四周期长度λ4，尤其参考图5适用的是：2·1/2λ＝λ2<λ4＝2·1/2λ4。
在所提出的实施例中，在接收器线路1.112、1.114、1.122、1.124内，相邻的接收器印制导线1.1121、1.1141、1.1221、1.1241以彼此偏移全正弦周期或周期长度λ1、λ2、λ3、λ4的1/8(沿环周方向或第一方向x偏移π/4或45°)的方式设置。接收器印制导线1.1121、1.1141、1.1221、1.1241电互联，使得接收器印制导线一方面提供0°和90°信号，并且另一方面提供45°和135°信号。能够从0°和90°信号中确定第一位置信号，并且能够从45°和135°信号中确定关于第一位置信号冗余的第二位置信号。
如图2和图3中所示，第三接收器线路1.114沿其在环周方向(x方向)上的延伸具有第一间隙U1。第一间隙U1的区域通过第三接收器印制导线1.1141限制，使得因此在进行限制的接收器印制导线1.1141之间不存在检测器结构。在第一近似中，第一间隙U1因此是从几何学上考虑为环区段形的区域。在所提出的实施例中，在第一间隙U1的区域中在两个第三接收器印制导线1.1141之间在环周方向上的最小间距L1为5/8·λ3(L1＝5/8·λ3)。因此，在第一间隙U1的区域中，不设置周期性伸展曲线的第三接收器印制导线1.1141。而具有径向的方向分量的第一端子印制导线1.116伸展穿过第一间隙U1。该第一端子印制导线与更位于内部的第一接收器线路1.112的第一接收器印制导线1.1121电连接并且用于：将接收到的信号向外转发。为了避免在第一端子印制导线1.116的区域中的干扰的耦合输入，第一端子印制导线在z方向上彼此叠加地伸展，并且部段式地交替在电路板1.1的第一层A和第二层B中伸展。
此外，电路板1.1具有镀通孔1.15。第一端子印制导线1.116终止于镀通孔1.15，镀通孔径向设置在第三接收器线路1.114之外。镀通孔1.15在此分别构成为穿通式过孔，进而在电路板的完整厚度之上穿透电路板1.1。因此，镀通孔1.15平行于第三方向z伸展。镀通孔1.15在电路板1.1的第二侧上、即第二检测器单元1.12的一侧上设置在第二接收器线路1.122的径向外侧。电子构件1.2存在于该侧上。借助于镀通孔1.15，第一接收器线路1.112的第一接收器印制导线1.1121与设置在中间平面M对面的电子构件1.2电连接。经由印制导线建立到电子构件1.2的电接触。因此，第一接收器印制导线1.1121经由端子印制导线1.116和镀通孔1.15与电子构件1.2电连接。
根据图4和图5，第二接收器线路1.122沿其在环周方向上的延伸具有第二间隙U2。第二间隙U2通过第二接收器印制导线1.1221限制。在所提出的实施例中，在第二间隙U2的区域中在两个第二接收器印制导线1.1221之间在环周方向上的最小间距L2为5/8λ2(L2＝5/8·λ2)。因此在第二间隙U2中不存在周期性伸展曲线的第二接收器印制导线1.1221。第二端子印制导线1.126以径向的方向分量伸展穿过第二间隙U2，第二端子印制导线分别与第四接收印制导线1.1241之一电连接。第二端子印制导线1.126在z方向上彼此叠加地伸展并且交替地在电路板1.1的第三层E和第四层F中伸展，以避免干扰耦合输入。
第一接收器线路1.112提供具有比第三接收器线路1.114更高的分辨率的位置信号，特别是因为第一周期长度λ1小于第三周期长度λ3。因此，第一检测器单元1.11具有更高分辨率的内置的第一接收器线路1.112和不那么高分辨率的外置的第三接收器线路1.114，第三接收器线路被第一间隙U1中断。与第四接收器线路1.124相比，第二检测器单元1.12以第二接收器线路1.122具有更高分辨率的外置的接收器线路1.112，其中，第二接收器线路1.122被第二间隙U2中断。第一间隙U1在环周方向上相对第二间隙U2以角度γ(图4)偏移地设置。
在图7中以俯视图示出第一标尺元件2。第二标尺元件3同样在图8中以俯视图示出。标尺元件2、3具有盘形的造型，其中，第一标尺元件2具有第一直径D1，并且第二标尺元件3具有第二直径d2。第一直径D1大于第二直径d2(D1>d2)。
标尺元件2、3分别由基板组成，在所示的实施例中基板由环氧树脂制成，并且在该基板上分别设置有两个分度线路2.1、2.2；3.1、3.2。分度线路2.1、2.2；3.1、3.2环形地构成并且相对于轴线R同心地以不同直径设置在基板上。分度线路2.1、2.2；3.1、3.2包括分度结构，分度结构分别由交替设置的导电的分度区域2.11、2.21；3.11、3.21和非导电的分度区域2.12、2.22；3.12，3.22的周期性序列组成。作为导电的分度区域2.11、2.21；3.11、3.21的材料，在所示的实例中将铜施加到基板上。而在非导电的分度区域2.12、2.22；3.12、3.22中基板未被覆层。通过具有各两个分度线路2.1、2.2；3.1、3.2的设置能够分别绝对地确定标尺元件2、3的角位置。第一标尺元件2的内部的标尺线路2.1沿环周线具有最大数量的分度区域2.11、2.12，使得能够由此实现关于角位置测量的最大分辨率。
在根据图1的组装状态下，扫描元件1和标尺元件2、3分别以轴向间距或气隙彼此相对置，使得在标尺元件2、3和扫描元件1之间相对转动时在接收器印制导线1.1121、1.1141、1.1221、1.1241中分别能够通过感应效应产生与相应角位置相关的信号。形成相应信号的前提是激励器印制导线1.1111、1.1131、1.1151、1.1211、1.1231、1.1251在相应扫描的分度结构的区域中产生时间交替的电磁激励场。在所示的实施例中，激励器印制导线1.1111、1.1131、1.1151、1.1211、1.1231、1.1251构成为多个平面平行的、电通流的单独印制导线。扫描元件1具有带有电子构件1.2的电子电路，该电子构件经由层E和F彼此电连接。例如，电子电路还能够包括ASIC模块。扫描元件1的电子电路不仅作为评估元件工作，而且作为激励器控制元件工作，在该激励器控制元件的控制下生成或产生激励电流，然后该激励电流流过激励印制导线1.1111、1.1131、1.1151、1.1211,1.1231,1.1251。因此，激励器印制导线1.1111、1.1131、1.1151、1.1211、1.1231、1.1251通过同一激励器控制元件通电。在此，激励器线路1.111、1.113、1.115、1.121、1.123、1.125电串联连接。
如果激励器线路1.111、1.113、1.115、1.121、1.123、1.125在相应的电流方向上通电，则围绕激励器印制导线1.1111、1.1131、1.1151、1.1211、1.1231、1.1251构成管形或圆柱形定向的电磁场。产生的电磁场的场线围绕激励器线路1.111、1.113、1.115、1.121、1.123、1.125伸展，其中，场线的方向以已知的方式和方法与激励器印制导线1.1111、1.1131、1.1151、1.1211、1.1231、1.1251中的电流方向相关。在导电的分度区域2.11、2.21；3.11、3.21的区域中感应出涡流，使得分别实现与角位置相关的场调制。相应地，能够通过接收器线路1.112、1.114、1.122、1.124分别测量相对角位置。接收器印制导线1.1121、1.1141、1.1221、1.1241的对在其接收器线路1.112、1.114、1.122、1.124内设置成，使得接收器印制导线分别提供相移90°的信号，以至于能够执行转动方向的确定。由接收器线路1.112、1.114、1.122、1.124产生的信号借助于形成评估电路的电子构件1.2中的一些电子构件来继续处理。在扫描第一标尺元件2的内分度线路2.1时，第一接收器线路1.112的信号提供角位置的最大或最精细的分辨率。
通过第一屏蔽层1.13和第二屏蔽层1.14能够在很大程度上防止两个检测器单元1.11、1.12对测量精度的不利影响。尤其是防止了不允许的高程度的串扰信号，但同时避免激励场的过度衰减。此外，还抑制通过电子构件1.2或从外部源对检测器单元1.11、1.12的电磁干扰。
Claims (14)
1.一种用于感应式位置测量装置的扫描元件(1)，所述扫描元件包括电路板(1.1)，其中，所述电路板(1.1)包括
-第一检测器单元(1.11)，所述第一检测器单元具有第一接收器线路(1.112)和第三接收器线路(1.114)；
-第二检测器单元(1.12)，所述第二检测器单元具有第二接收器线路(1.122)和第四接收器线路(1.124)，其中，
所述电路板(1.1)具有位于检测器单元(1.11，1.12)之间的几何中间平面(M)，其中，
接收器线路(1.112，1.114，1.122，1.124)沿环周方向围绕轴线(R)布置，其中，所述第三接收器线路(1.114)相对于所述第一接收器线路(1.112)在径向的外部伸展，并且所述第二接收器线路(1.122)相对于所述第四接收器线路(1.124)在径向的外部伸展，并且
-所述第一接收器线路(1.112)包括第一接收器印制导线(1.1121)，
-所述第二接收器线路(1.122)包括第二接收器印制导线(1.1221)，
-所述第三接收器线路(1.114)包括第三接收器印制导线(1.1141)和
-所述第四接收器线路(1.124)包括第四接收器印制导线(1.1241)，其中，
接收器印制导线(1.1121，1.1221，1.1141，1.1241)分别具有周期性伸展曲线，其中，
所述第三接收器线路(1.114)沿所述第三接收器线路在环周方向上的延伸具有第一间隙(U1)，所述第一间隙由所述第三接收器印制导线(1.1141)限制，并且
所述第二接收器线路(1.122)沿所述第二接收器线路在环周方向上的延伸具有第二间隙(U2)，所述第二间隙由所述第二接收器印制导线(1.1221)限制，其中，
所述第一检测器单元(1.11)包括第一端子印制导线(1.116)，所述第一端子印制导线与所述第一接收器印制导线(1.1121)之一电连接，并且所述第一端子印制导线以径向方向分量伸展穿过所述第一间隙(U1)，并且
所述第二检测器单元(1.12)包括第二端子印制导线(1.126)，所述第二端子印制导线与所述第四接收器印制导线(1.1241)之一电连接，并且所述第二端子印制导线以径向方向分量伸展穿过所述第二间隙(U2)。
2.根据权利要求1所述的扫描元件(1)，其中，所述第一间隙(U1)在环周方向上相对于所述第二间隙(U2)以角度(γ)偏移地布置。
3.根据前述权利要求中任一项所述的扫描元件(1)，其中，所述电路板(1.1)多层地设计，其中，
所述第一检测器单元(1.11)布置在所述电路板(1.1)的第一层(A)中和第二层(B)中，
所述第二检测器单元(1.12)布置在所述电路板(1.1)的第三层(E)和第四层(F)中。
4.根据权利要求3所述的扫描元件(1)，其中，所述第一端子印制导线(1.116)部段式地交替在所述电路板(1.1)的所述第一层(A)中和所述第二层(B)中伸展，和/或所述第二端子印制导线(1.126)部段式地交替在所述电路板(1.1)的所述第三层(E)中和所述第四层(F)中伸展。
5.根据前述权利要求中任一项所述的扫描元件(1)，其中，所述电路板(1.1)包括电子构件(1.2)，其中，所述第二检测器单元(1.12)和所述电子构件(1.2)中的至少一个电子构件布置在所述电路板(1.1)的同一侧上。
6.根据权利要求5所述的扫描元件(1)，其中，所述第一检测器单元(1.11)、尤其所述第一端子印制导线(1.116)经由镀通孔(1.15)与至少一个所述电子构件(1.2)电连接，其中，所述镀通孔(1.15)径向布置在所述第二接收器线路(1.122)之外。
7.根据前述权利要求中的一项所述的扫描元件(1)，其中，所述第一间隙(U1)在环周方向上延伸超过第一长度(L1)，并且所述第三接收器印制导线(1.1141)具有带有第三周期长度(λ3)的周期性伸展曲线，其中，适用：L1≥1/8·λ3。
8.根据前述权利要求中任一项所述的扫描元件(1)，其中，所述第二间隙(U2)在环周方向上延伸超过第二长度(L2)，并且所述第二接收器印制导线(1.1221)具有带有第二周期长度(λ2)的周期性伸展曲线，其中，适用：L2≥1/8·λ2。
9.根据前述权利要求中任一项所述的扫描元件(1)，其中，所述第一接收器印制导线(1.1121)具有带有第一周期长度(λ1)的周期性伸展曲线，并且所述第三接收器印制导线(1.1141)具有带有第三周期长度(λ3)的周期性伸展曲线，其中，所述第一周期长度(λ1)小于或等于所述第三周期长度(λ3)。
10.根据权利要求9所述的扫描元件(1)，其中，所述第二接收器印制导线(1.1221)具有带有第二周期长度(λ2)的周期性伸展曲线，并且所述第四接收器印制导线(1.1241)具有带有第四周期长度(λ4)的周期性伸展曲线，其中，所述第一周期长度(λ1)小于或等于所述第二周期长度、所述第三周期长度和所述第四周期长度(λ2，λ3，λ4)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的扫描元件(1)，其中，所述第二接收器印制导线(1.1221)具有带有第二周期长度(λ2)的周期性伸展曲线，并且所述第四接收器印制导线(1.1241)具有带有第四周期长度(λ4)的周期性伸展曲线，其中，所述第二周期长度(λ2)小于或等于所述第四周期长度(λ4)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的扫描元件(1)，其中，所述第一检测器单元(1.11)具有第一激励器线路(1.111)，并且所述第二检测器单元(1.12)具有第二激励器线路(1.121)。
13.一种感应式位置测量装置，包括根据前述权利要求中任一项所述的扫描元件(1)以及第一标尺元件(2)和第二标尺元件(3)，其中，标尺元件(2，3)在第三方向(z)上在电路板(1.11)的两侧间隔开地布置，所述第三方向正交于中间平面定向。
14.根据权利要求13所述的感应式位置测量装置，其中，所述第一标尺元件(2)具有第一直径(D1)，并且所述第二标尺元件(3)具有第二直径(d2)，并且所述第一直径(D1)大于所述第二直径(d2)。
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