DE102009023395B4 - Code disc for an encoder - Google Patents
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Abstract
Encoder zur Messung der Drehbewegung einer Welle, mit einer Codescheibe (11, 11', 11'', 11''', 11'''') zum Anbringen auf der Welle, wobei die Codescheibe (11, 11', 11'', 11''', 11'''') einen kreisringförmigen Abtastbereich (12, 12''', 12'''') aufweist, in welchem ein Maßstab aus im Wesentlichen spiralförmigen, parallelen Strichen (13) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die spiralförmigen Striche (13) des Maßstabs derart ausgebildet sind, dass sie eine gedachte Gerade (14) derart schneiden, dass die in den Schnittpunkten (15) an die spiralförmigen Striche (13) angelegten Tangenten (16) senkrecht zu der gedachten Geraden (14) und parallel zueinander verlaufen.Encoder for measuring the rotational movement of a shaft, comprising a code disk (11, 11 ', 11' ', 11' '', 11 '' '') for mounting on the shaft, the code disk (11, 11 ', 11' ') , 11 '' ', 11' '' ') has an annular scanning region (12, 12' '', 12 '' '') in which a scale is formed from essentially spiral-shaped parallel lines (13) in that the helical lines (13) of the scale are designed such that they intersect an imaginary line (14) such that the tangents (16) applied to the helical lines (13) at the intersections (15) are perpendicular to the imaginary line (14) and parallel to each other.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Encoder zur Messung der Drehbewegung einer Welle, mit einer Codescheibe zum Anbringen auf der Welle, wobei die Codescheibe einen kreisringförmigen Abtastbereich aufweist, in welchem ein Maßstab aus im Wesentlichen spiralförmigen, parallelen Strichen ausgebildet ist.The present invention relates to an encoder for measuring the rotational movement of a shaft, comprising a code disk for mounting on the shaft, wherein the code disk has an annular sensing area in which a scale is formed from substantially helical, parallel lines.
Üblicherweise sind Codescheiben für Encoder bzw. Winkelcodierer derart ausgebildet, dass der Maßstab, der von einem Sensor des Encoders abgetastet wird, durch radial nach außen laufende Striche ausgebildet wird. Die Striche sind also nicht parallel zueinander, sondern verlaufen konzentrisch, die Verlängerung der Striche führt durch den Mittelpunkt der Codescheibe. Die Striche des Maßstabs sind also als Kreissegmente bzw. keilförmige Segmente ausgebildet. Um eine einfache Abtastung des Maßstabs mit einem Sensor zu ermöglichen, sind daher Codescheiben bekannt, die sehr viele Striche aufweisen. In diesem Fall konvergieren die Kreissegmente zu fast parallelen Linien. Nachteilig an diesen Codescheiben ist, dass sie nur für sehr große oder für optische Encoder geeignet sind. Kleine Bauformen solcher Codescheiben sind nicht realisierbar.Usually, code disks for encoders or angle encoders are designed such that the scale, which is scanned by a sensor of the encoder, is formed by lines running radially outwards. The strokes are therefore not parallel to each other, but run concentrically, the extension of the lines leads through the center of the code disc. The bars of the scale are thus formed as circle segments or wedge-shaped segments. In order to enable a simple scanning of the scale with a sensor, code disks are therefore known which have very many lines. In this case, the circle segments converge to almost parallel lines. A disadvantage of these code disks is that they are only suitable for very large or optical encoders. Small designs of such code discs are not feasible.
Es ist auch bekannt, Encoder so auszubilden, dass die Abtastung der Codescheiben nicht in axialer, sondern in radialer Richtung der Codescheibe erfolgt. Allerdings steigt bei diesen Encodern die Baulänge, die Herstellung wird komplizierter und somit steigen auch die Kosten.It is also known to form encoders in such a way that the scanning of the code disks is not in the axial but in the radial direction of the code disk. However, the length increases with these encoders, the production becomes more complicated and thus also increase the cost.
Ferner gibt es Encoder, die vorverzerrte Sensoren aufweisen, so dass die Sensoren der Kreisform der Codescheibe bzw. der abzutastenden Striche folgen. Diese Sensoren weisen aber nur eine geringe Flexibilität auf und können daher nur für einen Codescheibendurchmesser eingesetzt werden.Furthermore, there are encoders which have predistorted sensors, so that the sensors follow the circular shape of the code disc or of the strokes to be scanned. However, these sensors have only a low flexibility and can therefore only be used for a code disk diameter.
Es sind auch intelligente Sensoren erhältlich, die sowohl konzentrische Kreissegmente als auch parallele Linien auslesen können. Diese Sensoren sind allerdings relativ teuer.There are also smart sensors available that can read both concentric circle segments and parallel lines. However, these sensors are relatively expensive.
Die
In der
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Encoder mit einer Codescheibe bereitzustellen, der die Nachteile der bisher bekannten Encoder überwindet, so dass zuverlässig Signale guter Qualität bereitgestellt werden können.It is therefore the object of the present invention to provide an encoder with a code disk, which overcomes the disadvantages of the previously known encoder, so that reliable signals of good quality can be provided.
Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die spiralförmigen Striche des Maßstabs derart ausgebildet sind, dass sie eine gedachte Gerade derart schneiden, dass die in den Schnittpunkten an die spiralförmigen Striche angelegten Tangenten senkrecht zu der gedachten Geraden und parallel zueinander verlaufen.For this purpose, it is provided according to the invention that the helical bars of the scale are designed such that they intersect an imaginary straight line such that the tangents applied to the spiral lines at the intersections are perpendicular to the imaginary straight line and parallel to one another.
Dadurch, dass die spiralförmigen Striche, bzw. die an sie angelegten Tangenten, im Bereich der gedachten Geraden parallel zueinander verlaufen und somit äquidistant zueinander sind, können die Rotationsbewegungen der Codescheibe in einen äquidistanten Linearmaßstab umgesetzt werden. Es kann daher ein Linearsensor zur Abtastung der Codescheibe eingesetzt werden. Durch das geradlinige Strichbild können so selbst bei kleinen Radien der Codescheibe, d.h. bei Radien, die nahe dem optischen Radius der Codescheibe liegen, gleichmäßige Interpolationssignale erzeugt werden. Zudem kann die Codescheibe bei allen Arten von Encodern eingesetzt werden, bei welchen ein Maßstab lokal abgetastet wird. Die Codescheibe kann daher für induktive Encoder, optische Encoder (reflektiv und transmissiv) und kapazitive Encoder eingesetzt werden.Because the spiral strokes, or the tangents applied to them, are parallel to one another in the region of the imaginary straight lines and thus equidistant from one another, the rotational movements of the code disc can be converted into an equidistant linear scale. Therefore, a linear sensor can be used to scan the code disk. Due to the rectilinear line image, even with small radii of the code disk, i. at radii that are close to the optical radius of the code disk, uniform interpolation signals are generated. In addition, the code disk can be used in all types of encoders in which a scale is scanned locally. The code disc can therefore be used for inductive encoders, optical encoders (reflective and transmissive) and capacitive encoders.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die gedachte Gerade eine Kreistangente an einen mit dem kreisringförmigen Abtastbereich konzentrischen Kreis mit dem Radius
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die spiralförmigen Striche des Maßstabs gemäß der Gleichung
Es kann ferner vorgesehen sein, dass die spiralförmigen Striche des Maßstabs als Pseudo-Random-Cyclic Code ausgebildet sind. Es kann dann mit einer einzigen Spur auf der Codescheibe ein Absolut-Encoder oder ein Encoder mit Index realisiert werden. Dadurch kann die Absolutposition der Welle angegeben werden, auf welcher die Codescheibe angebracht ist.It may further be provided that the helical bars of the scale are formed as a pseudo-random-cyclic code. It can then be realized with a single track on the code disc an absolute encoder or an encoder with index. Thereby, the absolute position of the shaft can be specified, on which the code disk is mounted.
In noch einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Spurbreite, der Spurabstand oder die Intensität des Maßstabs moduliert ist. Dadurch wird eine bessere Übertragbarkeit der Signale ermöglicht.In yet another advantageous embodiment it can be provided that the track width, the track pitch or the intensity of the scale is modulated. This allows a better transferability of the signals.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Encoder einen Linearsensor zum Abtasten des Maßstabs der Codescheibe. Durch die bereits beschriebene erfindungsgemäße Ausbildung des Maßstabs der Codescheibe, die es ermöglicht, Rotationsbewegungen in einen äquidistanten Linearmaßstab umzusetzen, können relativ kostengünstige Linearsensoren als Bewegungsdetektoren eingesetzt werden. Da der Maßstab der Codescheibe durch parallele Striche ausgebildet ist, können selbst bei kleinen kreisförmigen Codescheiben Linearsensoren eingesetzt werden, wodurch für Kleinstmotoren Encoder mit relativ groben Linienbreiten eingesetzt werden können, ohne dass eine radiale Abtastung der Codescheiben erforderlich ist.In a further advantageous embodiment, the encoder comprises a linear sensor for scanning the scale of the code disk. By the already described inventive scale of the code disk, which makes it possible to implement rotational movements in an equidistant linear scale, relatively inexpensive linear sensors can be used as motion detectors. Since the scale of the code disk is formed by parallel lines, linear sensors can be used even with small circular code disks, whereby for micro motors encoders with relatively coarse line widths can be used without a radial scanning of the code disks is required.
In einer vorteilhaften Variante kann vorgesehen werden, dass der Linearsensor entlang der gedachten Geraden ausgerichtet ist. Im Bereich der gedachten Geraden verlaufen die spiralförmigen Striche des Maßstabs genau parallel zueinander, so dass sehr exakte Signale erzeugt werden können.In an advantageous variant it can be provided that the linear sensor is aligned along the imaginary straight line. In the area of the imaginary line, the spiral lines of the scale run exactly parallel to each other, so that very exact signals can be generated.
Es kann sich aber auch als positiv herausstellen, den Linearsensor leicht verdreht gegenüber der gedachten Geraden anzuordnen. Der Winkel zwischen der Längserstreckung des Linearsensors und der gedachten Geraden beträgt dabei vorzugsweise etwa 0,1° bis 5°. Dadurch können etwas rundere Signale erzeugt werden (Anti-Aliasing).However, it may also turn out to be positive to arrange the linear sensor slightly twisted in relation to the imaginary straight line. The angle between the longitudinal extension of the linear sensor and the imaginary line is preferably about 0.1 ° to 5 °. This allows slightly rounder signals to be generated (anti-aliasing).
In einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die gedachte Gerade eine Kreistangente an einen Kreis mit dem Radius
In einer weiteren Variante kann vorgesehen werden, dass der Encoder als optischer Encoder ausgebildet ist, wobei die Codescheibe einen Außendurchmesser im Bereich von etwa 2 mm bis 140 mm aufweist, und die Breite der Striche des Maßstabs der Codescheibe in einem Bereich von etwa 0,05 mm bis 1 mm liegt. Dadurch ist es möglich, optische Encoder in hochauflösenden Varianten für Kleinst- und Kleinmotoren herzustellen. Der Maßstab der Codescheibe ist fein strukturiert und wird beispielsweise durch Elektroformieren, Sputtern, Photolithographie, Photoresistbelichten oder andere Feinstrukturierungsmaßnahmen hergestellt. Das Auslesen des Maßstabs erfolgt mit einer integrierten Schaltung. Vor allem für Codescheiben, die im oberen Bereich der angegebenen Durchmessergrößen liegen, entsteht durch das Abtasten vieler aufeinanderfolgender Striche des Maßstabs ein besonderer Vorteil. Es ist dann eine bessere Phasenermittlung für die Interpolation möglich, und es besteht die Möglichkeit, längere Pseudo-Random-Codes oder andere Codes abzutasten.In a further variant it can be provided that the encoder is designed as an optical encoder, wherein the code disk has an outer diameter in the range of about 2 mm to 140 mm, and the width of the bars of the scale of the code disk in a range of about 0.05 mm to 1 mm. This makes it possible to produce optical encoders in high-resolution variants for micro and small motors. The scale of the code disk is finely structured and is made, for example, by electroforming, sputtering, photolithography, photoresist, or other fine patterning. The reading of the scale is done with an integrated circuit. Especially for code discs that are in the upper range of the specified diameter sizes, by scanning many successive bars of the scale is a particular advantage. A better phase determination for the interpolation is then possible, and it is possible to scan longer pseudo-random codes or other codes.
Es kann aber auch vorgesehen werden, dass der Encoder als optischer Encoder ausgebildet ist, wobei die Codescheibe einen Außendurchmesser im Bereich von etwa 30 mm bis 500 mm aufweist und die Breite der Striche des Maßstabs der Codescheibe mehr als 1 mm beträgt. Auf diese Weise können größere, diskret aufgebaute optische Encoder hergestellt werden. Die Fertigung der Codescheibe erfolgt beispielsweise durch Spritzgießen. Als Codescheibe kann aber auch ein strukturiertes Kunststoffteil oder ein Stanzteil eingesetzt werden. Als Sensor des Encoders werden dann diskret aufgebaute Fotodioden genutzt. Dadurch ist eine günstige Herstellung des Encoders möglich. Durch die spezielle Spiralform der Striche des Maßstabs der Codescheibe wird aber dennoch eine hohe Signalgenauigkeit erzielt.However, it can also be provided that the encoder is designed as an optical encoder, wherein the code disk has an outer diameter in the range of about 30 mm to 500 mm and the width of the bars of the scale of the code disk is more than 1 mm. In this way, larger, discrete optical encoder can be made. The production of the code disk is done for example by injection molding. As a code disk but also a structured plastic part or a stamped part can be used. As a sensor of the encoder then discretely constructed photodiodes are used. As a result, a favorable production of the encoder is possible. Due to the special spiral shape of the bars of the scale of the code disc but still a high signal accuracy is achieved.
Vorteilhafterweise kann ferner auch vorgesehen sein, dass der Encoder als induktiver Encoder ausgebildet ist, wobei die Codescheibe einen Außendurchmesser in einem Bereich von etwa 10 mm bis 150 mm aufweist und die Breite der Striche des Maßstabs der Codescheibe in einem Bereich von etwa 0,1 mm bis 3 mm, vorzugsweise 1,2 mm liegt. Die Codescheibe weist also sehr filigrane Strukturen auf. Es ist somit möglich, hochintegrierte Encoder mit filigranen Strukturen herzustellen. Dank der oben angegebenen speziellen Spiralform der Striche des Maßstabs werden sehr genaue Signale erzeugt.Advantageously, it can also be provided that the encoder is designed as an inductive encoder, wherein the code disk has an outer diameter in a range of about 10 mm to 150 mm and the width of the bars of the scale of the code disk in a range of about 0.1 mm to 3 mm, preferably 1.2 mm. The code disc thus has very filigree structures. It is thus possible to produce highly integrated encoders with filigree structures. Thanks to the special spiral shape of the scales of the scale specified above, very accurate signals are generated.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Encoder als induktiver Encoder ausgebildet ist, wobei der Außendurchmesser der Codescheibe in einem Bereich von etwa 30 mm bis 500 mm liegt und die Breite der Striche des Maßstabs größer als 3 mm ist und maximal etwa 30 mm beträgt. Auch hier können also größere induktive Encoder bereitgestellt werden, die dann diskret aufgebaut sind und diskret angeordnete Spulen aufweisen. Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Codescheibe mit der neuen Spiralform der Striche des Maßstabs ist es also möglich, kostengünstige induktive Encoder herzustellen, die dennoch eine hohe Signalgenauigkeit aufweisen.In yet another embodiment, it can be provided that the encoder is designed as an inductive encoder, wherein the outer diameter of the code disk is in a range of about 30 mm to 500 mm and the width of the bars of the scale is greater than 3 mm and a maximum of about 30 mm. Here, too, larger inductive encoders can be provided, which are then constructed discretely and discretely arranged coils. By using the code disk according to the invention with the new spiral shape of the bars of the scale, it is thus possible to produce cost-effective inductive encoder, which nevertheless have a high signal accuracy.
Ferner bezieht sich die Erfindung auch auf einen Elektromotor mit einer oben beschriebenen Codescheibe. Der Linearsensor des Encoders kann sich extern zum Motor befinden, was sehr gerne bei Druckern und Motoren in hermetisch abgeschlossenen Gehäusen eingesetzt wird. Es handelt sich dabei dann um einen offenen oder extern realisierten Encoder. Dieser Encoder weist die bereits beschriebenen Vorteile auf.Furthermore, the invention also relates to an electric motor with a code disk described above. The encoder's linear sensor can be external to the motor, which is very popular with printers and motors in hermetically sealed packages. It is then an open or externally realized encoder. This encoder has the advantages already described.
In einer weiteren Variante kann vorgesehen werden, dass ein Elektromotor einen oben beschriebenen Encoder aufweist. In diesem Fall ist der Encoder in den Elektromotor integriert. Der Elektromotor weist also die bereits beschriebenen Vorteile auf. So ist es möglich, Kleinstmotoren bereitzustellen, die Encoder mit einer relativ groben Linienbreite aufweisen und mit einem Linearsensor abgetastet werden können. Dadurch werden einfache, kostengünstige Motoren bereitgestellt.In a further variant it can be provided that an electric motor has an encoder described above. In this case, the encoder is integrated in the electric motor. The electric motor thus has the advantages already described. Thus, it is possible to provide micromotors which have encoders with a relatively coarse linewidth and which can be scanned with a linear sensor. This provides simple, low-cost engines.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 Codescheibe mit einem Maßstab gemäß dem Stand der Technik, -
2 Codescheibe mit dem erfindungsgemäßen Maßstab, -
3a Vergrößerung eines Ausschnitts desMaßstabs aus 1 , -
3b Vergrößerung eines Ausschnitts desMaßstabs aus 2 , -
4 Codescheibe mit Kennzeichnung der Sensorpositionen, -
5 weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Codescheibe, -
6 optischer Encoder mit einer erfindungsgemäßen Codescheibe, und -
7 induktiver Encoder mit einer erfindungsgemäßen Codescheibe.
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1 Coded disc with a scale according to the prior art, -
2 Code disc with the scale according to the invention, -
3a Enlargement of a section of thescale 1 . -
3b Enlargement of a section of thescale 2 . -
4 Code disc with identification of the sensor positions, -
5 further embodiment of a code disc according to the invention, -
6 optical encoder with a code disk according to the invention, and -
7 inductive encoder with a code disk according to the invention.
Die Codescheiben bzw. Encoder sind nicht maßstabsgetreu dargestellt.The code discs or encoders are not shown to scale.
Die spiralförmigen Striche
Vorzugsweise sind die spiralförmigen Striche
Die Spiralbahn der Kreisevolventen bzw. spiralförmigen Striche
Wie bereits beschrieben, stellt die Konstante k den optischen Radius bzw. den Minimalradius der Codescheibe
Zwar nähern sich Kreisevolventen und archimedische Spiralen mit zunehmender Windungszahl immer stärker aneinander an. Vor allem im kleinen Winkelbereich und bei kleinen Radien sind aber starke Unterschiede zwischen dem Verlauf einer Kreisevolvente und einer archimedischen Spirale vorhanden.Although circle involutes and Archimedean spirals approach each other more and more with increasing number of turns. Especially in the small angle range and small radii but strong differences between the course of a Kreisvolvente and an Archimedean spiral exist.
Wie in
Wie in
Aus dieser Gegenüberstellung ist daher gut zu sehen, dass der Maßstab mit den spiralförmigen Strichen
Wie bereits beschrieben, sind die spiralförmigen Striche
In
Durch die Abtastung der parallel zueinander verlaufenden Tangenten
Selbst für große Codescheiben lohnt sich das angesprochene Verfahren. Die Ausbildung des Maßstabs der Codescheibe
Wie bereits beschrieben, kann ein Encoder mit einer erfindungsgemäßen Codescheibe zur Abtastung des Maßstabs der Codescheibe mit einem Linearsensor ausgestattet werden. Der Linearsensor des Encoders ist dann vorzugsweise so angeordnet, dass er den Maßstab der Codescheibe entlang der gedachten Geraden abtastet und daher entlang der gedachten Geraden ausgerichtet ist. Es kann aber auch vorgesehen werden, den Linearsensor leicht verdreht zu der gedachten Geraden anzuordnen. Es werden dann etwas rundere Signale erhalten (Anti-Aliasing). Die gedachte Gerade ist vorzugsweise als Tangente an einen Kreis mit dem Minimalradius k ausgebildet.As already described, an encoder with a code disk according to the invention for scanning the scale of the code disk can be equipped with a linear sensor. The linear sensor of the encoder is then preferably arranged so that it scans the scale of the code disk along the imaginary line and is therefore aligned along the imaginary line. But it can also be provided to arrange the linear sensor slightly twisted to the imaginary line. It will then get something rounder signals (anti-aliasing). The imaginary line is preferably formed as a tangent to a circle with the minimum radius k.
Die Erfindung bezieht sich ferner auch auf einen optischen Encoder mit der erfindungsgemäßen Codescheibe und mit einem Linearsensor zum Auslesen der Codescheibe. Ein solcher optischer Encoder kann als hochauflösende Variante für Kleinst- und Kleinmotoren hergestellt werden. Die Codescheibe ist wie oben beschrieben ausgebildet und weist einen Außendurchmesser im Bereich von etwa 2 mm bis 140 mm auf. Die Breite der Striche des Maßstabs der Codescheibe liegt dabei in einem Bereich von 0,05 mm bis 1 mm. Die Codescheibe ist dann also fein strukturiert und wird beispielsweise durch Elektroformieren, Sputtern, Photolithographie, Photoresistbelichten oder andere Feinstrukturierungsmaßnahmen hergestellt. Der Sensor des optischen Encoders ist in diesem Fall durch eine integrierte Schaltung ausgebildet.The invention also relates to an optical encoder with the code disk according to the invention and with a linear sensor for reading the code disk. Such an optical encoder can be produced as a high-resolution variant for micro and small motors. The code disk is formed as described above and has an outer diameter in the range of about 2 mm to 140 mm. The width of the bars of the scale of the code disc is in a range of 0.05 mm to 1 mm. The code disk is then so finely structured and is prepared for example by electroforming, sputtering, photolithography, photoresist or other fine structuring measures. The sensor of the optical encoder is formed in this case by an integrated circuit.
Vor allem bei Codescheiben mit einem Außendurchmesser in der oberen Hälfte des angegebenen Bereichs entsteht durch das Abtasten vieler aufeinander folgender Striche des Maßstabs ein besonderer Vorteil. Es ist dann eine bessere Phasenermittlung für die Interpolation möglich, zudem besteht die Möglichkeit, längere Pseudo-Random- oder andere Codes abzutasten.Especially with code discs having an outer diameter in the upper half of the specified range, the scanning of many successive bars of the scale creates a particular advantage. It is then possible a better phase determination for the interpolation, also there is the possibility to scan longer pseudo-random or other codes.
Es ist aber auch möglich, die erfindungsgemäßen Codescheiben mit den wie oben beschrieben ausgebildeten spiralförmigen Strichen des Maßstabs mit größeren Durchmessern für größere optische Encoder herzustellen. Die Codescheiben weisen dann einen Außendurchmesser im Bereich von etwa 30 mm bis 500 mm auf und die Breite der Striche des Maßstabs der Codescheibe ist größer als 1 mm. Diese Codescheiben weisen also gröbere Strukturen auf und können beispielsweise durch Spritzgießen hergestellt werden. Es ist auch denkbar, strukturierte Kunststoffteile oder Stanzteile als Codescheiben einzusetzen. Die optischen Encoder mit diesen Codescheiben können diskret aufgebaut sein. Als Sensor werden vorzugsweise diskret aufgebaute Fotodioden eingesetzt. Diese größeren Encoder sind sehr günstig in der Herstellung. Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Codescheibe mit der neuentwickelten Form der spiralförmigen Strichen, die der oben angegebenen Gleichung folgen, wird eine hohe Signalgenauigkeit erzielt.But it is also possible to produce the code disks according to the invention with the trained as described above spiral scale scale with larger diameters for larger optical encoder. The code discs then have an outer diameter in the range of about 30 mm to 500 mm and the width of the bars of the scale of the code disk is greater than 1 mm. So these code discs have coarser structures and can be made for example by injection molding. It is also conceivable to use structured plastic parts or stamped parts as code discs. The optical encoders with these code disks can be constructed discretely. The sensor used is preferably discrete photodiodes. These larger encoders are very cheap to manufacture. By using the code disc according to the invention with the newly developed shape of the helical strokes, which follow the equation given above, a high signal accuracy is achieved.
Es ist auch möglich, induktive Encoder mit den erfindungsgemäßen Codescheiben auszurüsten. So kann die Codescheibe für einen induktiven Encoder beispielsweise so ausgebildet sein, dass sie sehr filigrane Strukturen aufweist. Der Außendurchmesser der Codescheibe liegt dann in einem Bereich von etwa 10 mm bis 150 mm, die Breite der Striche des Maßstabs der Codescheibe liegt in einem Bereich von etwa 0,1 bis 3 mm. Solch eine Codescheibe wird in hochintegrierten Encodern eingesetzt.It is also possible to equip inductive encoders with the code disks according to the invention. Thus, the code disk for an inductive encoder, for example, be designed so that it has very filigree structures. The outer diameter of the code disk is then in a range of about 10 mm to 150 mm, the width of the bars of the scale of the code disk is in a range of about 0.1 to 3 mm. Such a code disk is used in highly integrated encoders.
Für größere Motoren werden diskret aufgebaute induktive Encoder eingesetzt, die Codescheiben mit gröberen Strukturen aufweisen. Diese Codescheiben weisen einen Außendurchmesser in dem Bereich von etwa 30 mm bis 500 mm auf. Die spiralförmigen Striche
Ferner ist es auch möglich, die erfindungsgemäß aufgebauten Codescheiben in kapazitiven Encodern einzusetzen. Die Codescheiben, die in kapazitive Encoder eingesetzt werden, weisen ebenfalls einen Außendurchmesser von etwa 10 bis 140 mm auf. Codescheiben mit filigranen Strukturen mit einer Linienbreite der spiralförmigen Striche im Bereich von 0,1 bis 3 mm werden für Encoder bis 60 mm Durchmesser eingesetzt. Diese Encoder werden für kleine Motoren angewandt, wobei sie in den Motor eingebaut oder an den Motor angebaut werden können. Codescheiben mit gröberen Strukturen mit Linienbreiten bis 50 mm werden für kapazitive Encoder mit einem Durchmesser bis 500 mm eingesetzt. Diese Encoder sind für größere Motoren geeignet und können ebenfalls an die Motoren angebaut oder in die Motoren eingebaut werden.Furthermore, it is also possible to use the code disks constructed according to the invention in capacitive encoders. The code disks used in capacitive encoders also have an outside diameter of about 10 to 140 mm. Codewheels with filigree structures with a line width of the spiral lines in the range of 0.1 to 3 mm are used for encoders up to 60 mm in diameter. These encoders are used for small motors, where they can be installed in the motor or attached to the motor. Codewheels with coarser structures with line widths up to 50 mm are used for capacitive encoders with a diameter of up to 500 mm. These encoders are suitable for larger motors and can also be mounted on the motors or installed in the motors.
Vorteilhafterweise sind die spiralförmigen Striche
Vorzugsweise wird ein Encoder mit der erfindungsgemäßen Codescheibe in einem Elektromotor zur Bestimmung der Position der Motorwelle eingesetzt.Preferably, an encoder with the code disk according to the invention is used in an electric motor for determining the position of the motor shaft.
Es kann auch vorgesehen werden, einen Elektromotor mit der erfindungsgemäßen Codescheibe auszustatten. Der Linearsensor befindet sich dann extern zum Motor. Dies ist vor allem bei Druckern und Motoren in hermetisch abgeschlossenen Gehäusen relevant. Der Encoder ist dann offen oder extern realisiert.It can also be provided to equip an electric motor with the code disk according to the invention. The linear sensor is then located external to the motor. This is especially relevant for printers and motors in hermetically sealed housings. The encoder is then open or external realized.
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