DE102011050834A1

DE102011050834A1 - Integrierte Schaltungsanordnung mit Hallsensoren und Positionsmessvorrichtung

Info

Publication number: DE102011050834A1
Application number: DE102011050834A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Scherner; Manfred Herz
Original assignee: IC Haus GmbH
Current assignee: IC Haus GmbH
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2012-12-06
Anticipated expiration: 2031-06-04
Also published as: DE102011050834B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltungsanordnung zur Abtastung einer magnetischen Maßverkörperung, die eine Hauptspur mit n periodisch angeordneten Polpaaren und eine Nebenspur mit einer von n abweichenden Anzahl an periodisch angeordneten Polpaaren, insbesondere n – 1 Polpaaren aufweist, mit einer ersten Gruppe Hallsensoren (11.1–11.4) zur Abtastung der Hauptspur und mit einer zweiten Gruppe Hallsensoren zur Abtastung der Nebenspur, wobei die Hallsensoren (21.1–21.8) einer Gruppe auf mindestens zwei bogenförmigen Abtastbahnen (20.1–20.3) mit unterschiedlicher Krümmung angeordnet sind. Die Erfindung betrifft ferner eine Positionsmessvorrichtung mit einer solchen magnetischen Maßverkörperung und einer solchen integrierten Schaltungsanordnung (5).

Description

Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltungsanordnung zur Abtastung einer magnetischen Maßverkörperung, die eine Hauptspur mit n periodisch angeordneten Polpaaren und eine Nebenspur mit einer von n abweichenden Anzahl an periodisch angeordneten Polpaaren, insbesondere n – 1 Polpaaren, aufweist, mit einer ersten Gruppe Hallsensoren zur Abtastung der Hauptspur und mit einer zweiten Gruppe Hallsensoren zur Abtastung der Nebenspur. Ferner betrifft die Erfindung eine Positionsmessvorrichtung, die eine solche magnetischen Maßverkörperung und eine solche integrierte Schaltungsanordnung umfasst.
Positionsmessvorrichtungen werden u. a. zur Bestimmung der Position beweglicher Bauteile verwendet, beispielsweise zur Erfassung einer Längs- oder Winkelstellung. Die Bauteile können hierzu mit einer Maßverkörperung versehen sein, welche von einem oder mehreren Sensoren abgetastet wird.
In der US 4 786 891 A wird z. B. eine Positionsmessvorrichtung zur Positionserfassung von Drehbewegungen beschrieben, welche eine nach Art eines Polrads ausgebildete, kreisbogenförmige magnetische Maßverkörperung mit einer Hauptspur und einer neben der Hauptspur verlaufenden Nebenspur aufweist. Entlang der beiden Spuren der Maßverkörperung sind in periodischem Abstand magnetische Nord- und Südpole angeordnet. Während die Hauptspur über die gesamte Länge der Maßverkörperung insgesamt n Polpaare aufweist, enthält die Nebenspur eine geringfügig reduzierte Anzahl, nämlich n – 1 Polpaare.
Zur Abtastung der beiden Spuren wird eine Schaltungsanordnung mit magnetischen Sensoren verwendet, welche als Hallsensoren ausgebildet sind. Die Hallsensoren sind in zwei Gruppen unterteilt, wobei durch die Hallsensoren der ersten Gruppe die Hauptspur abgetastet wird und durch die Hallsensoren der zweiten Gruppe die Nebenspur abgetastet wird.
Um eine möglichst genaue Bestimmung der Position der Maßverkörperung zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn die Hallsensoren bei Bewegung der Maßverkörperung entlang der Abtastbahn in etwa in der Mitte der jeweiligen abgetasteten Spur geführt sind. In diesem Zusammenhang besteht allerdings der Nachteil, dass eine Schaltungsanordnung in der Regel nur an eine einzige Maßverkörperung angepasst ist. So kann eine Schaltungsanordnung, die an eine Maßverkörperung mit einem bestimmten Radius angepasst ist, nicht ohne Weiteres mit einer Maßverkörperung verwendet werden, die einen anderen Radius oder einen geraden Verlauf hat. Falls eine Schaltungsanordnung mit einer anderen Maßverkörperung betrieben wird, treten nämlich Messungenauigkeiten bei der Positionsbestimmung auf.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine integrierte Schaltungsanordnung anzugeben, die bei ausreichender Genauigkeit mit verschiedenen Maßverkörperungen verwendet werden kann.
Bei einer eingangs genannten integrierten Schaltungsanordnung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Hallsensoren einer Gruppe auf mindestens zwei bogenförmigen Abtastbahnen mit unterschiedlicher Krümmung angeordnet sind. Die bogenförmigen Abtastbahnen können zur Abtastung der Hauptspur und/oder der Nebenspur der Maßverkörperung vorgesehen sein. Hierzu können die Abtastbahnen einer Gruppe in einem gemeinsamen Korridor auf dem Substrat der Schaltungsanordnung angeordnet sein.
Durch die bogenförmigen Abtastbahnen können Spuren unterschiedlicher Krümmung abgetastet werden, so dass die Schaltungsanordnung für verschiedene Maßverkörperungen verwendbar ist. Die Krümmungen der Abtastbahnen können jeweils an die Krümmungen der Spuren der Maßverkörperungen angepasst sein. Die erste bogenförmige Abtastbahn kann auf die Abtastung einer Spur einer ersten Maßverkörperung abgestimmt sein, während die zweite bogenförmige Abtastbahn auf die Abtastung einer Spur einer zweiten Maßverkörperung ausgelegt sein kann. Somit kann die integrierte Schaltungsanordnung die Positionsbestimmung mit hoher Genauigkeit auch für unterschiedlich gekrümmte Maßverkörperungen ermöglichen.
Die Abtastbahnen können jeweils die gleiche Anzahl an Hallsensoren aufweisen und insbesondere mit Hallsensoren ausgestattet sein, die jeweils einer einzigen Abtastbahn zugehörig sind. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Schaltungsanordnung aber mindestens einen Multibahn-Hallsensor auf, der auf mehreren Abtastbahnen angeordnet ist. Der Multibahn-Hallsensor kann mehrfach verwendet werden, nämlich sowohl für eine erste Abtastbahn als auch für eine zweite Abtastbahn, wodurch die Anzahl erforderlicher Hallsensoren verringert werden kann.
Bevorzugt umfasst ein aus mehreren Abtastbahnen bestehendes Abtastbahn-Bündel zwei Multibahn-Hallsensoren. Über die beiden Multibahn-Hallsensoren kann ein gemeinsamer Abtastbereich definiert werden, welcher in mehreren Abtastbahnen enthalten ist, wodurch die Gesamtanzahl an Hallsensoren weiter reduziert werden kann.
Neben den Multibahn-Hallsensoren können die Abtastbahnen auch Singlebahn-Hallsensoren aufweisen, die lediglich auf einer Abtastbahn angeordnet sind. Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung, bei der auf einer Abtastbahn mindestens ein Multibahn-Hallsensor und mehrere Singlebahn-Hallsensoren liegen. Der Multibahn-Hallsensor kann vorzugsweise in der Mitte der Abtastbahn angeordnet sein. Insofern definiert der Multibahn-Hallsensor einen Schnittpunkt einer Abtastbahn mit einer anderen Abtastbahn. Bei Verwendung von zwei Multibahn-Hallsensoren werden zwei Schnittpunkte der Abtastbahnen-Schar festgelegt. Die Krümmung und der weitere Verlauf der einzelnen Abtastbahnen werden durch die Lage der insbesondere im Randbereich der Abtastbahn angeordneten Singlebahn-Hallsensoren bestimmt.
Bevorzugt sind die Singlebahn-Hallsensoren in Umfangsrichtung der jeweiligen bogenförmigen Abtastbahn gegeneinander versetzt angeordnet. Durch den Versatz kann erreicht werden, dass Singlebahn-Hallsensoren auch in solchen Bereichen der Abtastbahnen angeordnet werden können, die nur einen geringen Abstand zu einer anderen Abtastbahn aufweisen, so dass sich keine Probleme hinsichtlich der Anordnung der Hallsensoren auf der integrierten Schaltungsanordnung ergeben. Ferner können die Sensoren derart gegeneinander versetzt sein, dass sie entlang ihrer Abtastbahn unterschiedliche Abstände zu dem benachbarten Multibahn-Hallsensor aufweisen, wodurch Maßverkörperungen mit unterschiedlicher Polpaar-Periode abgetastet werden können.
Um die Abtastung drehbar gelagerter Maßverkörperungen zu ermöglichen, können die gekrümmten Abtastbahnen als Kreisbögen ausgebildet sein, welche sich in einem oder mehreren Punkten schneiden. In einer derartigen Ausgestaltung fallen die Mittelpunkte der Kreise aufgrund der unterschiedlichen Radien nicht zusammen. Bevorzugt können die Mittelpunkte der bogenförmigen Abtastbahnen aber auf einer gemeinsamen Geraden liegen. Darüber hinaus können auch andere Bogenformen verwendet werden, wie beispielsweise ellipsenförmige Abtastbahnen. Bei diesen werden die Schnittpunkte der Halbachsen als Mittelpunkte bezeichnet, die auf einer Geraden angeordnet sein können.
In diesem Zusammenhang hat es sich ferner als vorteilhaft erwiesen, wenn zwei Multibahn-Hallsensoren symmetrisch zu der Geraden liegen. Ferner können auch zwei Singlebahn-Hallsensoren einer Abtastbahn symmetrisch zu der Geraden liegen, so dass die durch die Singlebahn-Hallsensoren definierte Abtastbahn spiegelsymmetrisch zu der Geraden verläuft.
Im Hinblick auf die Auswertung der von den Sensoren erzeugten Hallspannungen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn mindestens vier Hallsensoren auf jeweils einer Abtastspur angeordnet sind, so dass aus den Hallspannungen jeweils zweier Hallsensoren ein Differenzsignal erzeugt werden kann, welches frei vom Einfluss magnetischer Gleichfelder ist. Bevorzugt liegen auf einer Abtastbahn zwei Multibahn-Hallsensoren und zwei Singlebahn-Hallsensoren, die jeweils symmetrisch zu einer gemeinsamen Geraden angeordnet sind.
Um eine Verwendung der integrierten Schaltungsanordnung auch mit solchen Maßverkörperungen zu ermöglichen, welche entlang einer Geraden angeordnet sind, ist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass eine gerade Abtastbahn, auf welcher Hallsensoren angeordnet sind, vorgesehen ist. Die Gerade kann hierbei als Kreisbogen mit unendlichem Radius verstanden werden. Insofern wird als erfindungsgemäße Ausgestaltung auch eine Schaltungsanordnung verstanden, die für Hallsensoren einer Gruppe eine gerade Abtastbahn und eine gekrümmte Abtastbahn mit endlichem Radius aufweist.
Sofern Multibahn-Sensoren zur Anwendung kommen, können diese auch auf der geraden Abtastbahn angeordnet sein. Durch die zusätzliche gerade Abtastbahn können mit der integrierten Schaltungsanordnung sowohl linear ausgebildete als auch bogenförmige Maßverkörperungen abgetastet werden.
Die Auswahl der jeweiligen bogenförmigen oder geraden Abtastbahn kann durch eine insbesondere in der Schaltungsanordnung enthaltene Umschalteinheit erfolgen. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Umschalteinheit zur Aktivierung von Hallsensoren einer ausgewählten Abtastbahn mit den Hallsensoren verbunden. Mittels der Umschalteinheit können die Hallsensoren an- und abgeschaltet werden, wodurch die Schaltungsanordnung derart umkonfiguriert werden kann, dass je nach Art und Krümmung der Maßverkörperung eine Abtastbahn deaktiviert und eine andere Abtastbahn aktiviert wird.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Schaltungsanordnung eine mit den Hallsensoren verbundene Auswerteeinheit zur Berechnung eines Positionswertes aufweist, welcher der Position der Maßverkörperung gegenüber der Schaltungsanordnung entspricht. Durch eine zusammen mit den Hallsensoren auf einem Substrat integrierte Auswerteeinheit kann eine kompakte Bauform ermöglicht werden.
Die Positionserfassung mittels der Auswerteeinheit kann wie folgt ausgestaltet sein: Aus den Signalen der Hallsensoren, welche die Hauptspur abtasten, kann ein relativer Hauptspur-Positionswert gebildet werden, der die Position der Maßverkörperung bezüglich einer Polpaar-Periode der Hauptspur angibt. Aus den Signalen der Hallsensoren, welche die Nebenspur abtasten, kann ein relativer Nebenspur-Positionswert gebildet werden, welcher die Position der Maßverkörperung bezüglich einer Periode der Nebenspur angibt. Aus der Differenz der Phasenwinkel zwischen Hauptspur und Nebenspur, bzw. aus der Differenz des Hauptspur-Positionswertes und des Nebenspur-Positionswertes, kann ein Positionswert gebildet werden, welcher die Position der Maßverkörperung bezüglich der Länge oder des Umfangs der Maßverkörperung angibt.
In diesem Zusammenhang hat es sich ferner als vorteilhaft erwiesen, wenn eine Korrektureinheit zur Korrektur des Positionswertes vorgesehen ist, die derart ausgestaltet ist, dass der Verlauf des korrigierten Positionswertes über der Position der Maßverkörperung linearisiert ist. Die Differenz der Phasenwinkel zwischen Hauptspur und Nebenspur sollte nämlich theoretisch betrachtet linear verlaufen. Ungenauigkeiten in der Ausbildung oder der Platzierung der Maßverkörperung können aber zu Schwankungen und somit zu Abweichungen der Linearform führen. Hierdurch wird die Genauigkeit der Positionsmessung beeinträchtigt. In der Korrektureinheit kann ein vorgegebener Korrekturverlauf, insbesondere in einer Tabelle, hinterlegt sein, anhand dessen die Schwankungen derart korrigiert werden können, dass sich ein linearer Verlauf ergibt.
Darüber hinaus hat es sich im Hinblick auf die Auswertung der von den Hallsensoren erzeugten Signale als vorteilhaft erwiesen, wenn zwei Regelungseinheiten zur getrennten Regelung der Amplitude der Hallsensoren der ersten Gruppe und der Amplitude der Hallsensoren der zweiten Gruppe vorgesehen sind. Durch die Regelungseinheiten können die Amplituden der Hallsensoren der jeweiligen Gruppe unabhängig voneinander ausgeregelt werden, so dass eine Veränderung der Amplitude eines Sensors der ersten Gruppe die Regelung der Amplitude der zweiten Gruppe nicht beeinflussen kann. Solche Veränderungen können sich z. B. durch eine Verkippung der integrierten Schaltungsanordnung gegenüber der Maßverkörperung ergeben. Anhand der getrennten Regelungsvorrichtungen kann der Einfluss von Verkippungen auf die Messgenauigkeit verringert werden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Positionsmessvorrichtung mit einer magnetischen Maßverkörperung, die eine Hauptspur mit n periodisch angeordneten Polpaaren und eine Nebenspur mit einer von n abweichenden Anzahl an periodisch angeordneten Polpaaren, insbesondere n – 1 Polpaaren, aufweist. Bei einer derartigen Positionsmessvorrichtung wird zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe vorgeschlagen, dass eine bereits beschriebene integrierte Schaltungsanordnung vorgesehen ist, so dass anhand der bogenförmigen Abtastbahnen Spuren unterschiedlicher Krümmung abgetastet werden können.
Die Maßverkörperung kann auf einem Kreisbogen, z. B. dem stirnseitigen Umfang eines Polrads, angeordnet sein. Die Maßverkörperung kann aber auch entlang einer Geraden verlaufen und beispielsweise stabförmig ausgebildet sein. Auf Grund einer bereits beschriebenen Umschaltmöglichkeit zwischen den Hallsensoren bzw. den Abtastbahnen, kann die Schaltungsanordnung folglich für eine Mehrzahl unterschiedlicher Maßverkörperungen und somit Messanordnungen eingesetzt werden.
Bei einer kreisbogenförmigen Maßverkörperung hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Krümmung mindestens einer bogenförmigen Abtastbahn an die Krümmung des Kreisbogens angepasst ist, so dass eine Abtastung erreicht werden kann, bei der die abtastenden Hallsensoren alle im gleichen Abstand zu der Mitte der abzutastenden Spur der magnetischen Maßverkörperung angeordnet sind.
Ferner ist es bevorzugt, wenn die Maßverkörperung um eine Drehachse drehbar ist, wobei die integrierte Schaltungsanordnung abseits der Drehachse angeordnet ist. Bei einer „off-axis”-Positionierung der integrierten Schaltungsanordnung kann im Bereich der Drehachse ein Freiraum verbleiben, der zur Montage weiterer Komponenten oder zur Lagerung der Drehachse nutzbar ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind mehrere Hallsensoren in einem Abstand voneinander angeordnet, der 90° der Periode der Polpaare der Maßverkörperung entspricht. Die Hallsensoren können ein Sinussignal sowie ein Cosinussignal erzeugen, welche 90° gegeneinander verschoben sind. Hierdurch werden eine einfache Auswertung und zugleich eine hochgenaue Messung ermöglicht.
Des Weiteren kann es bei Positionsmessvorrichtungen erwünscht sein, den Messbereich über die Länge der Hauptspur hinaus zu vergrößern. in diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn eine zweite Nebenspur und eine zweite, mit der ersten Schaltungsanordnung verbundene Schaltungsanordnung vorgesehen sind, welche Hallsensoren zur Abtastung der Hauptspur und Hallsensoren zur Abtastung der zweiten Nebenspur aufweist.
Soll der Messbereich k·n Perioden der Hauptspur betragen, kann die zweite Nebenspur n – k Polpaare aufweisen, wobei k < n ist. Anhand der Abtastung einer zweiten Nebenspur kann ein zweiter Nebenspur-Positionswert ermittelt werden, welcher die Position der Maßverkörperung bezüglich einer Periode der zweiten Nebenspur angibt. Anhand des von der ersten Schaltungsanordnung berechneten Positionswertes und des zweiten Nebenspur-Positionswertes kann dann ein erweiterter Positionswert ermittelt werden, welcher die Position der Maßverkörperung bezüglich der Länge des erweiterten Messbereichs angibt.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben. Hierbei zeigt
1 in schematischer Darstellung eine erste Positionsmessvorrichtung mit einer Maßverkörperung nach Art eines Polrads;
2 in schematischer Darstellung eine integrierte Schaltungsanordnung mit Hallsensoren zur Abtastung der Maßverkörperung;
3 ein Blockschaltbild der integrierten Schaltungsanordnung aus der 2;
4 in schematischer Darstellung eine zweite Positionsmessvorrichtung mit einer dreispurigen Maßverkörperung; und
5 ein schematisches Diagramm der Differenz des Phasenwinkels zwischen Haupt- und Nebenspur über der Länge der Maßverkörperung nach 1.
In der 1 ist eine Positionsmessvorrichtung mit einer kreisbogenförmigen magnetischen Maßverkörperung 4 dargestellt, die nach Art eines Polrads ausgebildet ist. Die Positionsmessvorrichtung kann als Drehgeber zur Bestimmung der absoluten Winkelstellung eines um eine Drehachse D drehbar gelagerten Bauteils Verwendung finden. Hierzu kann die Maßverkörperung 4 z. B. auf einer Stirnseite des drehbaren Bauteils angeordnet werden.
Die Maßverkörperung 4 besteht aus zwei nebeneinander verlaufenden Spuren 1 und 2, auf welchen in gleichem Abstand abwechselnd magnetische Nordpole N und Südpole S angeordnet sind. Zwei benachbarte Nord- und Südpole N, S bilden jeweils ein Polpaar 6. In dem Ausführungsbeispiel weist die außenliegende Hauptspur 1 insgesamt 16 Polpaare 6 und die innenliegende Nebenspur 2 insgesamt 15 Polpaare 6 auf. Alternativ können entlang der Hauptspur 1 n Polpaare 6 und entlang der Nebenspur eine geringfügig unterschiedliche Anzahl Polpaare 6, insbesondere n +/– 1 oder n +/– 2, Polpaare 6 vorgesehen sein, wobei es von Vorteil für die digitale Verarbeitung der abgetasteten Signale ist, wenn n eine Zweierpotenz ist.
Der Abstand zweier Nordpole N bzw. zweier Südpole S einer Spur 1, 2 wird als Periode bezeichnet. Im Folgenden soll für die Periode der Hauptspur 1 die Bezeichnung PH und für die Periode der Nebenspur 2 die Bezeichnung PN verwendet werden.
Die Spuren 1 und 2 sind nach Art konzentrischer Kreise ausgebildet, wobei der Umfang der Nebenspur 2 kleiner als der Umfang der Hauptspur 1 gewählt ist. Der gemeinsame Mittelpunkt der kreisförmigen Spuren 1 und 2 liegt auf der Drehachse D der magnetischen Maßverkörperung.
Zur Abtastung der bogenförmigen Spuren 1 und 2 ist eine als Chip ausgebildete integrierte Schaltungsanordnung 5 vorgesehen, die abseits der Drehachse D angeordnet ist. Die Schaltungsanordnung 5 befindet sich im Randbereich der polradförmigen Maßverkörperung 5 und gibt somit die Verlängerung der Drehachse D frei. Um die stirnseitige Abtastung der Maßverkörperung 4 zu ermöglichen, ist das Substrat der integrierten Schaltungsanordnung 5 im Wesentlichen parallel der Maßverkörperung 4 ausgerichtet. Die Schaltungsanordnung 5 ist derart gegenüber der Drehachse D festgelegt, dass sich die Maßverkörperung 4 unter der Schaltungsanordnung 5 frei drehen kann.
In 2 ist die in 1 nur schematisch dargestellte Schaltungsanordnung 5 mit mehr Details gezeigt. Auf dem Substrat der integrierten Schaltungsanordnung 5 sind insgesamt zwölf Hallsensoren 11.1–11.4, 21.1–21.8 ausgebildet, anhand derer das magnetische Feld der Hauptspur 1 und der Nebenspur 2 detektiert werden kann. Die Hallsensoren 11.1–11.4, 21.1–21.8 sind in zwei Gruppen unterteilt, wobei die Hallsensoren 11.1–11.4 der ersten Gruppe zur Abtastung der Hauptspur 1 und die Hallsensoren 21.1–21.8 der zweiten Gruppe zur Abtastung der Nebenspur 2 dienen. Die beiden Gruppen sind räumlich voneinander getrennt und in Korridoren angeordnet. Zwischen den Gruppen sind Bausteine zur Steuerung und/oder Auswertung angeordnet, wie beispielsweise die noch weiter unten beschriebene Umschalteinheit 40, Auswerteeinheit 30, Korrektureinheit 39 oder sonstige Einheiten wie Verstärker.
Die Hallsensoren 11.1–11.4 der ersten Gruppe sind auf einer bogenförmigen Abtastbahn 10 angeordnet und erzeugen bei Drehung der Maßverkörperung 4 um die Drehachse D sinusförmige Hallspannungen. Die Krümmung der bogenförmigen Abtastbahn 10 ist an die Krümmung der Hauptspur 1 der Maßverkörperung 4 angepasst. Durch die Anpassung der Krümmung kann erreicht werden, dass die Hallsensoren 11.1–11.4 bei Drehung der Maßverkörperung 4 in etwa entlang der Mittellinie der Hauptspur 1 geführt werden, wodurch die Amplituden der Hallspannungen der einzelnen Hallsensoren 11.1–11.4 im Wesentlichen gleich sind. Kleinere Abweichungen der Amplituden können durch eine im Weiteren beschriebene, zusätzlich vorgesehene Regelungsvorrichtung 32 ausgeglichen werden.
Die Hallsensoren 11.1–11.4 sind jeweils in einem Abstand voneinander angeordnet, der 90° der Periode PH entspricht, so dass die einzelnen Hallsensoren 11.1–11.4 bei Bewegung der Maßverkörperung 4 entlang der Hallsensoren 11.1–11.4 der Abtastbahn 10 sinusförmige Hallspannungssignale erzeugen, welche jeweils eine Phasendifferenz von 90° zueinander haben. Um Einwirkungen externer Gleichfelder zu verringern, wird aus der Differenz der Hallspannungen der Sensoren 11.2 und 11.4 ein so genanntes Sinussignal gebildet. In gleicher Weise wird die Differenz der Hallspannungen der Sensoren 11.1 und 11.3 gebildet, welche ein Cosinussignal darstellt, das um 90° der Periode PH gegenüber dem Sinussignal verschoben ist.
Die zweite Gruppe umfasst acht Hallsensoren 21.1–21.8 zur Abtastung der Nebenspur 2. Gemäß der Erfindung sind die Hallsensoren 21.1–21.8 der zweiten Gruppe auf drei bogenförmigen Abtastbahnen 20.1–20.3 angeordnet, welche jeweils unterschiedliche Krümmungen aufweisen, wodurch die integrierte Schaltungsanordnung 5 zusammen mit unterschiedlich stark gekrümmten Maßverkörperungen 4 verwendbar ist. In Abhängigkeit von der Krümmung der gewählten Maßverkörperung 4 kann eine Abtastspur 20.1–20.3 gewählt werden, deren Hallsensoren 21.1–21.8 bei Drehung der Maßverkörperung 4 in etwa über die Mitte der Nebenspur 2 geführt werden. Infolgedessen können mit der gleichen integrierten Schaltungsanordnung 5 verschiedene Maßverkörperungen 4 abgetastet werden, wobei die Amplituden der Hallspannungen der einzelnen Sensoren 21.1–21.8 im Wesentlichen gleich sind.
Wie ferner aus 2 ersichtlich, umfasst eine Abtastbahn 20.1–20.3 jeweils vier der Hallsensoren 21.1–21.8 der zweiten Gruppe. Die erste bogenförmige Abtastbahn 20.1 umfasst die Hallsensoren 21.1, 21.2, 21.3 und 21.4, die zweite bogenförmige Abtastbahn 20.2 umfasst die Hallsensoren 21.5, 21.2, 21.3 und 21.8, die dritte bogenförmige Abtastbahn umfasst die Hallsensoren 21.6, 21.2, 21.3 und 21.7. Um die Gesamtanzahl an Hallsensoren möglichst gering zu halten, sind die Hallsensoren 21.2 und 21.3 als Multibahn-Hallsensoren ausgebildet, welche auf mehreren Abtastbahnen 20.1–20.3 liegen. Die Multibahn-Hallsensoren bilden Schnittpunkte der Abtastbahnen 20.1–20.3. Der Verlauf der Abtastbahnen jenseits der Schnittpunkte wird durch die Hallsensoren 21.1 und 21.4–21.8 definiert, welche als Singlebahn-Hallsensoren ausgebildet sind. Diese Singlebahn-Hallsensoren 21.1 und 21.4–21.8 liegen jeweils nur auf einer Abtastbahn 20.1–20.3.
In dem Ausführungsbeispiel sind auf einer Abtastbahn 20.1–20.3 jeweils zwei Multibahn-Hallsensoren 21.2, 21.3 und jeweils zwei Singlebahn-Hallsensoren 21.1, 21.4–21.8 angeordnet. Die Platzierung der Multibahn-Hallsensoren 21.2, 21.3 auf dem Substrat ist symmetrisch bezüglich einer Symmetrieachse G. Auch die Singlebahn-Hallsensoren 21.1, 21.4–21.8 sind bezüglich der gleichen Symmetrieachse G symmetrisch angeordnet, so dass sich eine spiegelsymmetrische Anordnung der Abtastbahnen-Schar zur Geraden G ergibt.
Des Weiteren sind die einzelnen Abtastbahnen 20.1–20.3 als Kreisbögen mit den Mittelpunkten M1, M2 und M3 ausgebildet. Die den Kreisbögen entsprechenden Mittelpunkte M1, M2 und M3 liegen auf einer gemeinsamen Geraden G, die im Ausführungsbeispiel mit der Symmetrieachse G zusammenfällt. Alternativ ist es aber auch möglich, Abtastbahnen 20.1–20.3 in Form von Ellipsenbögen oder andersartig gestalteten Bögen vorzusehen.
Neben der Krümmung unterscheiden sich die einzelnen Abtastbahnen 20.1–20.3 auch hinsichtlich des Abstands der Hallsensoren 21.1–21.8 voneinander, um Maßverkörperungen 4 mit voneinander abweichenden Polpaar-Perioden PN abtasten zu können. In dem Ausführungsbeispiel sind die Multibahn-Hallsensoren 21.2 und 21.3 in einem Abstand voneinander auf allen drei Abtastbahnen 20.1–20.3 angeordnet, welcher 90° der Periode PN einer Maßverkörperung 4 mit mittlerer Krümmung entspricht.
Zur Abtastung einer Maßverkörperung 4 mit mittlerer Krümmung ist die mittlere Abtastbahn 20.1 vorgesehen. Auf dieser Abtastbahn 20.1 ist der Singlebahn-Hallsensor 21.1 um 90° der Periode PN gegenüber dem Multibahn-Hallsensor 20.2 beabstandet und der Singlebahn-Hallsensor 21.4 um 90° der Periode PN gegenüber dem Multibahn-Hallsensor 21.3 beabstandet. Aus der Differenz der Hallspannungen der um 180° der Periode PN gegeneinander versetzt angeordneten Sensoren 21.2 und 21.4 wird ein Sinussignal gebildet. Ferner ergibt sich ein um 90° der Periode PN gegenüber dem Sinussignal verschobenes Cosinussignal aus der Differenz der Hallspannungen der Sensoren 21.1 und 21.3.
Über eine schematisch dargestellte, vorzugsweise integrierte Umschalteinheit 40 können die Hallsensoren 21.1 und 21.4–21.8 an- und abgeschaltet werden, so dass lediglich die Hallsensoren 21.1–21.8 einer Abtastbahn 20.1–20.3 gleichzeitig aktiv sind. Die Umschalteinheit 40 kann einen Speicherbaustein umfassen, in dem die Abtastbahnen 20.1–20.3 als Konfigurationen gespeichert sind. Über ein externes Signal kann je nach Maßverkörperung eine Konfiguration ausgewählt werden, so dass die Umschalteinheit 40 die Hallsensoren 21.1–21.8 einer Gruppe entsprechend ansteuern kann.
Wird nun anstatt der Maßverkörperung 4 mit mittlerer Krümmung eine Maßverkörperung 4 mit stärkerer Krümmung und geringerer Polpaar-Periode PN verwendet, so kann anstatt der Abtastbahn 20.1 die Abtastbahn 20.3 aktiviert werden. Die in der Abtastbahn 20.3 enthaltenen Multibahn-Hallsensoren 21.2 und 21.3 sind allerdings bezüglich der Periode PN der stärker gekrümmten Maßverkörperung 4 nicht um 90° beabstandet, sondern weisen einen Abstand auf, welcher größer als 90° der Periode PN der stärker gekrümmten Maßverkörperung 4 ist. In dem Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand der Multibahn-Hallsensoren 21.2 und 21.3 bezüglich der Periode PN der stärker gekrümmten Maßverkörperung 4 ungefähr 96°. Um dennoch aus den Hallspannungen der Hallsensoren 21.6 und 21.3 sowie 21.2 und 21.7 gebildete Sinus- und Cosinussignale zu erhalten, welche eine Phasenverschiebung von 90° bezüglich der Periode PN der stärker gekrümmten Maßverkörperung 4 aufweisen, sind die Singlebahn-Hallsensoren 21.6 und 21.7 gegenüber den entsprechenden Singlebahn-Hallsensoren 21.1 und 21.4 der Abtastspur 20.1 in Richtung der Multibahn-Hallsensoren 21.2, 21.3 versetzt angeordnet. Über diesen Versatz in Umfangsrichtung der Bögen wird zudem bei eng benachbarten Abtastbahnen eine günstige Anordnung der Sensoren auf dem Chip erreicht.
Bei Verwendung einer Maßverkörperung 4 mit einer schwächeren Krümmung und größerer Polpaar-Periode PN kann die Abtastbahn 20.2 aktiviert werden. Die in der Abtastbahn 20.2 enthaltenen Multibahn-Hallsensoren 21.2 und 21.3 sind bezüglich der Periode PN der schwächer gekrümmten Maßverkörperung 4 um einen Wert beabstandet, welcher kleiner als 90° ist. In dem Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand der Multibahn-Hallsensoren 21.2 und 21.3 bezüglich der Periode PN der schwächer gekrümmten Maßverkörperung 4 ungefähr 84°. Um dennoch aus den Hallspannungen der Hallsensoren 21.5 und 21.3 sowie 21.2 und 21.8 gebildete Sinus- und Cosinussignale zu erhalten, welche eine Phasenverschiebung von 90° bezüglich der Periode PN der stärker gekrümmten Maßverkörperung 4 aufweisen, sind die Singlebahn-Hallsensoren 21.5 und 21.8 gegenüber den entsprechenden Singlebahn-Hallsensoren 21.1 und 21.4 der Abtastspur 20.1 nach außen versetzt angeordnet.
Um auch Maßverkörperungen 4 mit solchen Krümmungen abzutasten, welche nicht genau einer der in der Schaltungsanordnung 5 vorgesehenen Abtastbahnen 10, 20.1–20.3 entsprechen, können die Signale der Hallsensoren 11.1–11.4, 21.1–21.8 durch geeignete Schaltungseinheiten hinsichtlich des Offsets, der Amplitude und/oder der Phasenverschiebung abgeglichen werden.
Zusätzlich zu den in der 2 dargestellten Abtastbahnen 20.1–20.3 können weitere Abtastbahnen in die Schaltungsanordnung integriert werden. Beispielsweise kann eine Abtastbahn hinzugefügt werden, welche eine Krümmung aufweist, die den Krümmungen der Abtastbahnen 20.1–20.3 entgegengesetzt ausgerichtet ist. Ferner kann eine gerade Abtastbahn vorgesehen werden, wodurch die integrierte Schaltungsanordnung 5 nicht nur zur Abtastung gekrümmter Maßverkörperungen 4, sondern auch zur Abtastung gerader Maßverkörperungen 4 verwendet werden kann.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind lediglich die Hallsensoren 21.1–21.8 der zweiten Gruppe auf mehreren bogenförmigen Abtastbahnen 20.1–20.3 angeordnet. Gleichfalls könnten aber alternativ oder zusätzlich auch die Hallsensoren 11.1–11.4 zur Abtastung der Hautspur 1 auf mehreren bogenförmigen Abtastbahnen angeordnet werden, wodurch dann auch eine Anpassung der Hallsensoren 11.1–11.4 der ersten Gruppe an unterschiedlich ausgebildete Hauptspuren 1 der Maßverkörperung 4 erreicht werden könnte.
Die 3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild der integrierten Schaltungsanordnung 5, anhand dessen die einzelnen Komponenten der Schaltungsanordnung 5 nachfolgend näher erläutert werden sollen:
Die erste Hallsensoren-Gruppe 11.1–11.4 tastet die Hauptspur 1 ab. Aus der Differenz der Hallspannung der Sensor 11.2 und 11.4 wird ein Sinussignal gebildet und einem Verstärker 31 zugeführt. Ebenso wird aus der Differenz der Hallspannungen der Sensoren 11.1 und 11.3 ein Cosinussignal erzeugt und einem weiteren Verstärker 31 zugeführt. Von den Hallsensoren der zweiten Gruppe sind insgesamt vier Hallsensoren 21.1–21.4 aktiv, welche ebenfalls ein Sinus- und ein Cosinussignal erzeugen. Das Sinussignal wird aus der Differenz der Hallspannungen der Sensoren 21.2 und 21.4 gebildet, das Cosinussignal aus der Differenz der Hallspannungen der Sensoren 21.1 und 21.3. Auch diese Sinus- und Cosinussignale werden jeweils einem Verstärker 31 zugeführt.
Die Verstärker 31 der Auswerteeinheit 30 sind derart ausgestaltet, dass ihr Verstärkungsfaktor separat veränderbar ist. Mit den Verstärkern 31 jeweils einer Hallsensoren-Gruppe ist eine Regelungseinheit 32 verbunden, mittels der die Amplituden des Sinussignals SH, SN und des zugehörigen Cosinussignals CH, CN an den Ausgängen der Verstärker 31 auf einen vorgegebenen gemeinsamen Wert geregelt werden. Hierzu wird der Verstärkungsfaktor jedes einzelnen Verstärkers 31 individuell eingestellt. Die Amplitudenregelung ist derart eingestellt, dass die quadratische Summe der Momentanwerte des Sinus- und Cosinuskanals konstant ist.
Die Amplituden des Sinussignals SH und des Cosinussignals CH der Hauptspur-Sensoren 11.1–11.4 sind somit unabhängig von den Amplituden des Sinussignals SN und des Cosinussignals CN der Nebenspur-Hallsensoren 21.1–21.4 regelbar.
Dadurch können Temperaturschwankungen und Verkippungen zwischen der Schaltungsanordnung 5 und der Maßverkörperung 4 ausgeregelt werden.
Die Ausgänge der Verstärker 31 einer Hallsensoren-Gruppe sind mit den Eingängen jeweils eines Sinus/Digital-Wandlers 33 verbunden. Das verstärkte und ausgeregelte Sinussignal SH und Cosinussignal CH der Hallsensor-Gruppe zur Abtastung der Hauptspur 1 wird einem ersten Sinus/Digital-Wandler 33 zugeführt, der einen digitalen Hauptspur-Positionswert HP ausgibt, welcher der Position innerhalb einer Periode PH der Hauptspur 1 entspricht. Das verstärkte und ausgeregelte Sinussignal SN und Cosinussignal CN der Hallsensor-Gruppe zur Abtastung der Nebenspur 2 werden einem zweiten Sinus/Digital-Wandler 33 zugeführt, der einen digitalen Nebenspur-Positionswert NP erzeugt, welcher der Position innerhalb einer Periode der PN der Nebenspur 2 entspricht.
Aufgrund der um eins voneinander abweichenden Anzahl an Perioden der Hauptspur 1 und der Nebenspur 2 lässt sich in der Auswerteeinheit 30 aus den beiden digitalen Positionswerten HP und NP eine eindeutige Position entlang der Maßverkörperung 4 ableiten. Hierzu wird in einem digitalen Subtrahierer 34 die Differenz DD der beiden Positionswerte HP und NP gebildet.
Bei idealer Abtastung der Maßverkörperung 4 folgt der Verlauf der Differenz DD über der tatsächlichen Position entlang der Maßverkörperung 4 einer Funktion mit konstanter Steigung. Aufgrund von Ungenauigkeiten bei der Fertigung der Maßverkörperung bzw. bei der Montage der Maßverkörperung kann es allerdings zu Abweichungen von diesem idealen linearen Verlauf kommen.
Dieser Effekt soll anhand der 5 kurz erläutert werden. Die 5 zeigt die Differenz Δ des Phasenwinkels zwischen der Hauptspur und der Nebenspur über der Länge L der Maßverkörperung. Die Länge L entspricht bei der Anordnung gemäß 1 dem Umfang der Maßverkörperung. Idealerweise sollte die gemessene Funktion f_mess, die in dem Diagramm zur Veranschaulichung stark übertrieben dargestellt ist, einen linearen Verlauf aufweisen. Auf Grund von unvermeidbaren Ungenauigkeiten bei der Herstellung bzw. der Positionierung der Maßverkörperung, weicht der tatsächliche Verlauf f_mess aber hiervon ab.
In einem nach Abschluss der Fertigung und vor Inbetriebnahme der Positionsmessvorrichtung ausgeführten Teach-Lauf kann die Abweichung des tatsächlichen Verlaufs des Wertes DD von dem idealen linearen Verlauf erkannt werden und entsprechende Korrekturwerte C können berechnet werden, so dass sich nach der Korrektur ein Verlauf f_korr ergibt. Der Korrekturwert C an einer Position ergibt sich aus der Differenz des idealen linearen Verlaufs zum gemessenen Verlauf f_mess.
Die Korrekturwerte C können in Form einer Tabelle in einer in 3 dargestellten Korrekturvorrichtung 39 der Auswerteeinheit 30 hinterlegt werden. Während des Betriebs der Positionsmessvorrichtung werden die digitalen Korrekturwerte C in Abhängigkeit von dem Differenzwert DD in der Korrektureinheit 39 bestimmt und mittels eines digitalen Addierers 36 zu der berechneten Differenz DD addiert. Daraus resultiert ein digitaler korrigierter Differenzwert DK.
Der absolute digitale Positionswert P bildet sich aus dem grob aufgelösten Differenzwert DK, welcher die Position innerhalb einer Umdrehung der Maßverkörperung 4 in der Einheit einer Periode PH der Hauptspur 1 angibt und dem fein aufgelösten Positionswert HP, welcher die Position innerhalb einer Periode der Hauptspur 1 angibt. Die einzelnen Bits des Differenzwertes DK bilden dabei die höherwertigen Bits und die einzelnen Bits des Hauptspur-Positionswertes HP die niederwertigen Bits des Positionswertes P. Vor der Addition der beiden Werte wird daher der Differenzwert DK um die Anzahl der Bits des Positionswertes HP nach links verschoben. In dem Ausführungsbeispiel ist diese Verschiebung durch eine Multiplikation 37 mit einer Konstanten 38 realisiert, welche der Anzahl n der Perioden der Hauptspur 1 entspricht.
In der Auswerteeinheit 30 ist ferner ein digitaler Positionsfilter integriert, der eine nichtlineare Kennlinie aufweist, so dass die Durchlaufzeit und Latenz des Filters bei großen Positionsänderungen minimal ist und die Rauschunterdrückung bei geringen Positionsänderungen maximal ist.
In der 4 ist ein weitergebildetes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Positionsmessvorrichtung dargestellt. Um den Messbereich über die Länge der Hauptspur 1 hinaus auf insgesamt k·n Polpaare zu vergrößern, ist bei dieser Positionsmessvorrichtung neben der Hauptspur 1 mit n Polpaaren und der ersten Nebenspur 2 mit einer geringfügig unterschiedlichen Anzahl, vorliegend n – 1, Polpaaren zusätzlich eine zweite Nebenspur 3 mit einer zu beiden Spuren 1, 2 geringfügig veränderten Anzahl, vorliegend n – k, Polpaaren vorgesehen.
Zudem weist die Positionsmessvorrichtung neben einer ersten integrierten Schaltungsanordnung 5, welche wie vorstehend beschrieben ausgebildet ist, eine mit der ersten Schaltungsanordnung 5 verbundene zweite Schaltungsanordnung 5 auf, die Hallsensoren 11.1–11.4 zur Abtastung der Hauptspur 1 und Hallsensoren 21.1–21.8 zur Abtastung der zweiten Nebenspur 3 aufweist. Auf diese Weise wird eine kaskadierte Anordnung der insbesondere identischen Schaltungsanordnungen erreicht.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in der 4 die Abtastspuren 10 und 20.1 nur als Geraden dargestellt.
Anhand der Abtastung der zweiten Nebenspur 3 kann ein zweiter Nebenspur-Positionswert ermittelt werden, welcher die Position der Maßverkörperung 4 bezüglich einer Periode der zweiten Nebenspur 3 angibt. Anhand des von der ersten Schaltungsanordnung 5 berechneten Positionswertes P und des zweiten Nebenspur-Positionswertes kann dann ein erweiterter Positionswert ermittelt werden, welcher die Position der Maßverkörperung 4 bezüglich der Länge des erweiterten Messbereichs angibt.
Durch die vorstehend beschriebenen Positionsmessvorrichtungen mit einer Gruppe Hallsensoren 21.1–21.8, die auf mehreren Abtastbahnen 20.1–20.3 mit unterschiedlicher Krümmung angeordnet sind, können verschiedene Maßverkörperungen 4 mit unterschiedlicher Krümmung bis hin zu linearen Maßverkörperungen abgetastet werden. Es ist somit nicht mehr erforderlich, für verschiedene Maßverkörperungen mehrere Schaltungsanordnungen vorzuhalten.
Bezugszeichenliste

1: Hauptspur
2: Nebenspur
3: Nebenspur
4: Maßverkörperung
5: integrierte Schaltungsanordnung
6: Polpaar
10: Abtastbahn
11.1–11.4: Hallsensor
20: Abtastbahn
21.1–21.8: Hallsensor
30: Auswerteeinheit
31: Verstärker
32: Regelungseinheit
33: Sinus/Digital-Wandler
34: Subtrahierer
35: Addierer
36: Addierer
37: Multiplizierer
38: Konstante
39: Tabelle
40: Umschalteinheit
C: Korrekturwert
CH, CN: Cosinussignal
D: Drehachse
DD, DK: Differenzwert
f: Funktion
k: natürliche Zahl > 1
L: Länge der Maßverkörperung
M1, M2, M3: Mittelpunkt
P, HP, NP: Positionswert
PH, PN: Periode
n: natürliche Zahl > 1
N: Nordpol
S: Südpol
SH, SN: Sinussignal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4786891 A [0003]

Claims

Integrierte Schaltungsanordnung zur Abtastung einer magnetischen Maßverkörperung (4), die eine Hauptspur (1) mit n periodisch angeordneten Polpaaren (6) und eine Nebenspur (2) mit einer von n abweichenden Anzahl, insbesondere n – 1, an periodisch angeordneten Polpaaren (6) aufweist, mit einer ersten Gruppe Hallsensoren (11.1–11.4) zur Abtastung der Hauptspur (1) und mit einer zweiten Gruppe Hallsensoren (21.1–21.8) zur Abtastung der Nebenspur (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Hallsensoren (21.1–21.8) einer Gruppe auf mindestens zwei bogenförmigen Abtastbahnen (20.1–20.3) mit unterschiedlicher Krümmung angeordnet sind.
Integrierte Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen Multibahn-Hallsensor (21.2, 21.3), der auf mehreren Abtastbahnen (20.1–20.3) angeordnet ist.
Integrierte Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Abtastbahn (20.1–20.3) mindestens ein Multibahn-Hallsensor (21.2, 21.3) und mehrere Singlebahn-Hallsensoren (21.1, 21.4–21.8), die lediglich auf einer Abtastbahn (20.1–20.3) angeordnet sind, liegen.
Integrierte Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Abtastbahn (20.1–20.3) zwei Multibahn-Hallsensoren (21.2, 21.3) und zwei Singlebahn-Hallsensoren (21.1, 21.4–21.8) liegen, die jeweils symmetrisch zu einer gemeinsamen Geraden (G) angeordnet sind.
Integrierte Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine mit den Hallsensoren (21.1, 21.4–21.8) verbundene Umschalteinheit zur Aktivierung von Hallsensoren (21.1–21.8) einer ausgewählten Abtastbahn (20.1–20.3).
Integrierte Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Korrektureinheit (39) zur Korrektur des Positionswertes, die derart ausgestaltet ist, dass der Verlauf des korrigierten Positionswertes über der Position der Maßverkörperung (4) linearisiert ist.
Integrierte Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei Regelungseinheiten (32) zur getrennten Regelung der Amplitude der Hallsensoren (11.1–11.4) der ersten Gruppe und der Amplitude der Hallsensoren (21.1–21.8) der zweiten Gruppe.
Positionsmessvorrichtung mit einer magnetischen Maßverkörperung (4), die eine Hauptspur (1) mit n periodisch angeordneten Polpaaren (6) und eine Nebenspur (2) mit einer von n abweichenden Anzahl, insbesondere n – 1, an periodisch angeordneten Polpaaren (6) aufweist, gekennzeichnet durch eine integrierte Schaltungsanordnung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Positionsmessvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Hallsensoren (11.1–11.4, 21.1–21.8) in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der 90° der Periode der Polpaare (6) der Maßverkörperung (4) entspricht.
Positionsmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine zweite Nebenspur (3) der Maßverkörperung und eine zweite, mit der ersten Schaltungsanordnung (5) verbundene Schaltungsanordnung (5), welche Hallsensoren (11.1–11.4) zur Abtastung der Hauptspur (1) und Hallsensoren (21.1–21.8) zur Abtastung der zweiten Nebenspur (3) aufweist.