DE102017204871A1 - Energy-saving positioning method - Google Patents

Energy-saving positioning method Download PDF

Info

Publication number
DE102017204871A1
DE102017204871A1 DE102017204871.9A DE102017204871A DE102017204871A1 DE 102017204871 A1 DE102017204871 A1 DE 102017204871A1 DE 102017204871 A DE102017204871 A DE 102017204871A DE 102017204871 A1 DE102017204871 A1 DE 102017204871A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
absolute
sensor
random number
samples
number sequence
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102017204871.9A
Other languages
German (de)
Inventor
Johannes Muehlfeld
Daniel Brem
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102017204871.9A priority Critical patent/DE102017204871A1/en
Priority to CN201810349314.0A priority patent/CN108775886B/en
Publication of DE102017204871A1 publication Critical patent/DE102017204871A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
    • G01D5/2454Encoders incorporating incremental and absolute signals
    • G01D5/2455Encoders incorporating incremental and absolute signals with incremental and absolute tracks on the same encoder
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/24457Failure detection
    • G01D5/24461Failure detection by redundancy or plausibility

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Positionsmesssystems (10), wobei das Positionsmesssystem einen ersten und einen zweiten Körper (20; 50) umfasst, welche entlang einer eindimensionalen Bewegungsbahn relativ beweglich zueinander sind, wobei an dem ersten Körper (20) eine absolute und eine inkrementelle Maßverkörperung (30; 40) vorgesehen sind, wobei der zweite Körper (50) einen ersten Sensor (60) aufweist, der mehrere gesonderte Abtastmittel (62) umfasst, mit denen mehrere Stellen einer Zufallszahlenfolge (33) der absoluten Maßverkörperung (30) gleichzeitig abtastbar sind, wobei der zweite Körper (50) einen zweiten Sensor (70) aufweist, mittels dem die inkrementelle Maßverkörperung (40) abtastbar ist.Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren folgende Schritte:a) Ermitteln einer absoluten ersten Position unter Verwendung einer ersten Anzahl der Abtastmittel des ersten Sensors;b) Ermitteln einer absoluten zweiten Position unter Verwendung der ersten Position und des zweiten Sensors;c) Ermitteln einer absoluten dritten Position unter Verwendung einer zweiten Anzahl von Abtastmitteln, wobei die zweite Anzahl kleiner als die erste Anzahl ist, wobei sich das Positionsmesssystem (10) während der Ermittlung der absoluten dritten Position bewegt.The invention relates to a method for operating a position measuring system (10), wherein the position measuring system comprises a first and a second body (20; 50) which are relatively movable along a one-dimensional trajectory, wherein on the first body (20) an absolute and an incremental measuring graduation (30; 40) is provided, the second body (50) having a first sensor (60) comprising a plurality of separate scanning means (62) with which a plurality of digits of a random number sequence (33) of the absolute measuring graduation (30) The second body (50) has a second sensor (70) by means of which the incremental material measure (40) can be scanned. According to the invention, the method comprises the following steps: a) Determining an absolute first position using a first number of Sensing means of the first sensor, b) determining an absolute second position using the first position u c) determining an absolute third position using a second number of sensing means, the second number being less than the first number, the position sensing system (10) moving during determination of the absolute third position.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Positionsmesssystems.The invention relates to a method for operating a position measuring system.

Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt insbesondere das aus der DE 10 2015 213 784 A1 bekannte absolute Positionsmesssystem zugrunde. Aus der EP 2 502 030 B1 ist weiter die Kombination aus einem absoluten und einem inkrementellen Positionsmesssystem bekannt.The process according to the invention is in particular that of DE 10 2015 213 784 A1 known absolute position measuring system. From the EP 2 502 030 B1 Furthermore, the combination of an absolute and an incremental position measuring system is known.

Ein erfindungsgemäßes Positionsmesssystem umfasst einen ersten und einen zweiten Körper, welche entlang einer eindimensionalen Bewegungsbahn relativ beweglich zueinander sind, wobei an dem ersten Körper eine absolute und eine inkrementelle Maßverkörperung vorgesehen sind, wobei die absolute Maßverkörperung eine Vielzahl von ersten Markierungen aufweist, welche entlang der Bewegungsbahn verteilt angeordnet sind, wobei sie eine Zufallszahlenfolge codieren, wobei die inkrementelle Maßverkörperung eine Vielzahl von zweiten Markierungen aufweist, welche periodisch verteilt entlang der Bewegungsbahn angeordnet sind, wobei der zweite Körper einen ersten Sensor aufweist, der mehrere gesonderte Abtastmittel umfasst, mit denen mehrere Stellen der Zufallszahlenfolge der absoluten Maßverkörperung gleichzeitig abtastbar sind, wobei der zweite Körper einen zweiten Sensor aufweist, mittels dem die zweiten Markierungen der inkrementellen Maßverkörperung abtastbar sind.A position measuring system according to the invention comprises a first and a second body which are relatively movable along a one-dimensional trajectory, wherein an absolute and an incremental measuring graduation are provided on the first body, the absolute measuring graduation having a multiplicity of first markings which follow the trajectory distributed, wherein they encode a random number sequence, wherein the incremental measuring graduation has a plurality of second markers, which are arranged distributed along the trajectory periodically distributed, wherein the second body comprises a first sensor comprising a plurality of separate scanning means with which a plurality of locations Random number sequence of the absolute material measure can be scanned simultaneously, wherein the second body has a second sensor, by means of which the second marks of the incremental material measure can be scanned.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass im Stillstand des Positionsmesssystems eine absolute erste Position bestimmbar ist. Gleichzeitig ist im laufenden Betrieb eine absolute dritte Position bestimmbar. Der elektrische Leistungsbedarf während der Bestimmung der absoluten dritten Position ist deutlich geringer als derjenige während der Bestimmung der absoluten ersten Position. Hierbei ist anzumerken, dass ein Positionsmesssystem typischerweise über eine standardisierte Anschlussleitung an eine übergeordnete Steuerung angeschlossen ist. Bestandteil eines derartigen Standards ist typischerweise die elektrische Versorgungsleistung, welche nach oben begrenzt ist. Dabei ist es in der Regel zulässig, während des Einschaltvorgangs des Positionsmesssystems eine höhere elektrische Leistung aufzunehmen als während des laufenden Betriebs.An advantage of the method according to the invention is that an absolute first position can be determined when the position measuring system is at a standstill. At the same time an absolute third position can be determined during operation. The electrical power requirement during the determination of the absolute third position is significantly lower than that during the determination of the absolute first position. It should be noted that a position measuring system is typically connected via a standardized connection cable to a higher-level control. Part of such a standard is typically the electrical power supply, which is limited upwards. It is usually permissible to record a higher electrical power during the switch-on of the position measuring system than during operation.

Gemäß dem selbständigen Anspruch wird vorgeschlagen, dass das erfindungsgemäße Verfahren folgende Schritte umfasst:

  1. a) Ermitteln einer absoluten ersten Position unter Verwendung einer ersten Anzahl der Abtastmittel des ersten Sensors;
  2. b) Ermitteln einer absoluten zweiten Position unter Verwendung der ersten Position und des zweiten Sensors;
  3. c) Ermitteln einer absoluten dritten Position unter Verwendung einer zweiten Anzahl von Abtastmitteln, wobei die zweite Anzahl kleiner als die erste Anzahl ist, wobei sich das Positionsmesssystem während der Ermittlung der absoluten dritten Position bewegt.
According to the independent claim, it is proposed that the method according to the invention comprises the following steps:
  1. a) determining an absolute first position using a first number of the scanning means of the first sensor;
  2. b) determining an absolute second position using the first position and the second sensor;
  3. c) determining an absolute third position using a second number of sensing means, the second number being less than the first number, the position sensing system moving during determination of the absolute third position.

Das Positionsmesssystem steht während des Schrittes a) vorzugsweise still. Schritt a) wird vorzugsweise während des Einschaltvorgangs durchgeführt, bei dem eine erhöhte Leistungsaufnahme zulässig ist. Mittels Schritt b) wird im laufenden Betrieb eine sehr genaue absolute zweite Position ermittelt. Mittels des Schrittes c) wird im laufenden Betrieb eine vergleichsweise ungenaue absolute dritte Position ermittelt, welche in erster Linie der Kontrolle der zweiten Position dient. Die elektrische Versorgungsleistung, welche für die Schritte b) und c) im laufenden Betrieb benötigt wird, ist kleiner als die gemäß den üblichen Standards maximal zulässige elektrische Versorgungsleistung.The position measuring system is preferably stationary during step a). Step a) is preferably carried out during the switch-on process, in which an increased power consumption is permitted. By means of step b), a very accurate absolute second position is determined during operation. By means of step c), a comparatively inaccurate absolute third position is determined during operation, which primarily serves to control the second position. The electrical supply power, which is required for the steps b) and c) during operation, is smaller than the maximum permissible electrical supply power according to the usual standards.

Die erste Anzahl an Abtastmitteln umfasst vorzugsweise alle vorhandenen Abtastmittel. Die zweite Anzahl an Abtastmitteln beträgt vorzugsweise eins. Schritt a) wird vorzugsweise als erster Verfahrensschritt ausgeführt. Schritte b) und c) werden vorzugsweise mehrfach im Wechsel bzw. parallel ausgeführt.The first number of scanning means preferably comprises all available scanning means. The second number of scanning means is preferably one. Step a) is preferably carried out as a first process step. Steps b) and c) are preferably carried out several times alternately or in parallel.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung angegeben.In the dependent claims advantageous refinements and improvements of the invention are given.

Es kann vorgesehen sein, dass die zweite und die dritte Position miteinander verglichen werden, wobei eine Fehlermeldung ausgegeben wird, wenn sie nicht übereinstimmen. Eine Fehlfunktion liegt insbesondere dann vor, wenn die dritte Position um einen vorgegebenen Schwellwert von der zweiten Position abweicht. Es versteht sich, dass die zweite Position erheblich genauer als die dritte Position ist. Der genannte Schwellwert wird vorzugsweise abhängig von der Genauigkeit der dritten Position gewählt.It can be provided that the second and the third position are compared with each other, wherein an error message is issued if they do not match. A malfunction is present in particular when the third position deviates from the second position by a predetermined threshold value. It is understood that the second position is considerably more accurate than the third position. The said threshold value is preferably selected depending on the accuracy of the third position.

Es kann vorgesehen sein, dass die Abtastmittel jeweils zumindest eine erste Empfängerspule umfassen, wobei der erste Sensor eine erste Senderwindungsanordnung aufweist, wobei die induktive Kopplung zwischen der ersten Senderwindungsanordnung und der zumindest einen ersten Empfängerspule von der absoluten Maßverkörperung beeinflussbar ist, wobei eine elektrische Versorgungsleistung der ersten Senderwindungsanordnung im Rahmen des Schrittes a) größer als im Rahmen des Schrittes c) ist. Hierdurch kann im Rahmen des Schrittes c) die elektrische Versorgungsleistung minimiert werden. Das unten beschriebene Auswerteverfahren ermöglicht dennoch ein zuverlässiges Ablesen der Zufallszahlenfolge.It can be provided that the scanning means each comprise at least a first receiver coil, wherein the first sensor has a first transmitter winding arrangement, wherein the inductive coupling between the first transmitter winding arrangement and the at least one first receiver coil can be influenced by the absolute measuring scale, wherein an electrical Supply power of the first transmitter winding arrangement in the context of step a) is greater than in the context of step c). As a result, in the context of step c), the electrical supply power can be minimized. The evaluation method described below still allows a reliable reading of the random number sequence.

Es kann vorgesehen sein, dass im Rahmen des Schrittes c) mittels des zweiten Sensors ermittelt wird, ob der erste Sensor genügend Stellen der Zufallszahlenfolge überfahren hat, um die dritte Position zu ermitteln. Mit dem inkrementellen zweiten Sensor kann ohne weiteres ermittelt werden, ob das Positionsmesssystem die erforderliche Wegstrecke zurückgelegt hat.It can be provided that in the context of step c) it is determined by means of the second sensor whether the first sensor has traversed enough points of the random number sequence in order to determine the third position. With the incremental second sensor can be easily determined whether the position measuring system has covered the required distance.

Es kann vorgesehen sein, dass die dritte Position immer dann ermittelt wird, wenn sich der zweite Sensor um eine vorgegebene Messlänge in die gleiche Richtung bewegt hat. Dieses Kriterium ist einfach zu prüfen. Gleichzeitig wird mit diesem Kriterium erreicht, dass die absolute dritte Position häufig ermittelt wird.It can be provided that the third position is always determined when the second sensor has moved in the same direction by a predetermined measuring length. This criterion is easy to check. At the same time, this criterion ensures that the absolute third position is frequently determined.

Es kann vorgesehen sein, dass im Rahmen des Schrittes c) mehr Stellen der Zufallszahlenfolge abgelesen werden, als zur Bestimmung der absoluten dritten Position notwendig sind, wobei mittels der überzähligen Stellen eine Fehlererkennung und/oder eine Fehlerkorrektur durchgeführt wird. Hierdurch kann die Zuverlässigkeit des Positionsmesssystems gesteigert werden.It can be provided that in the context of step c) more digits of the random number sequence are read than are necessary for determining the absolute third position, wherein by means of the surplus places an error detection and / or an error correction is performed. As a result, the reliability of the position measuring system can be increased.

Es kann vorgesehen sein, dass der erste Sensor an einen Analog-Digital-Wandler angeschlossen ist, mit dem Abtastwerte erzeugbar sind, wobei entsprechende Abtastwerte gespeichert werden, welche einen kontanten ersten Bewegungsabstand aufweisen, wobei die Teilung λ der absoluten Maßverkörperung ein ganzzahliges Vielfaches des ersten Bewegungsabstands ist, wobei die Teilung γ der inkrementellen Maßverkörperung ein ganzzahliges Vielfaches des ersten Bewegungsabstands ist. Die Teilung λ der absoluten Maßverkörperung und die Teilung γ der inkrementellen Maßverkörperung sind vorzugsweise derart verschieden voneinander gewählt, dass die vorstehend genannte Bedingung erfüllbar ist. Ein Analog-Digital-Wandler gibt typischerweise digitale Abtastwerte bzw. Samples mit einer vorgebebenen Samplefrequenz an. Aus dieser vergleichsweise großen Anzahl von Abtastwerten werden diejenigen Abtastwerte ausgewählt und gespeichert, welche in definierten Stellungen des Positionsmesssystems vorliegen. Die genannten definierten Stellungen sind jeweils um den ersten Bewegungsabstand voneinander beabstandet. Im Ergebnis braucht nur eine vergleichsweise geringe Anzahl an Abtastwerten weiterverarbeitet zu werden. Dennoch ist gewährleistet, dass die für die Auswertung optimalen Abtastwerte gespeichert werden.It can be provided that the first sensor is connected to an analog-to-digital converter with which samples can be generated, whereby corresponding samples are stored, which have a constant first movement distance, wherein the graduation λ of the absolute material measure an integer multiple of the first Movement distance is, wherein the pitch γ of the incremental material measure is an integer multiple of the first movement distance. The pitch λ of the absolute material measure and the pitch γ of the incremental material measure are preferably selected to be different from one another such that the above-mentioned condition can be fulfilled. An analog-to-digital converter typically specifies digital samples with a predetermined sample rate. From these comparatively large numbers of samples, those samples which are present in defined positions of the position measuring system are selected and stored. The said defined positions are each spaced apart by the first movement distance. As a result, only a comparatively small number of samples needs to be processed further. Nevertheless, it is ensured that the optimum samples for the evaluation are stored.

Es kann vorgesehen sein, dass die Abtastwerte mehreren Gruppen derart zugeordnet werden, dass die Abtastwerte innerhalb einer Gruppe einen zweiten Bewegungsabstand aufweisen, der gleich der Teilung λ der absoluten Maßverkörperung ist. Damit ist es möglich, allein durch Auswertung der Abtastwerte einer Gruppe die Zufallszahlenfolge zu ermitteln, wobei für jede Stelle der Zufallszahlenfolge nur ein einziger Abtastwert auszuwerten ist.It can be provided that the sample values are assigned to a plurality of groups in such a way that the sample values within a group have a second movement distance which is equal to the pitch λ of the absolute material measure. It is thus possible to determine the random number sequence solely by evaluating the sample values of a group, wherein only one single sample value is to be evaluated for each digit of the random number sequence.

Es kann vorgesehen sein, dass die Zufallszahlenfolge anhand der Gruppe von Abtastwerten ermittelt wird, welche die betragsmäßig größten Abtastwerte aufweist. Hierdurch wird mit hoher Zuverlässigkeit erreicht, dass die ermittelte Zufallszahlenfolge mit der auf der absoluten Maßverkörperung tatsächlich vorhandenen Zufallszahlenfolge übereinstimmt.It can be provided that the random number sequence is determined on the basis of the group of sample values which has the largest magnitude of the sampled values. As a result, it is achieved with high reliability that the determined random number sequence coincides with the random number sequence actually present on the absolute material measure.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

  • 1 eine grobschematische Draufsicht eines erfindungsgemäßen Positionsmesssystems;
  • 2 einen grobschematischen Querschnitt des Positionsmesssystems nach 1;
  • 3 eine grobschematische Seitenansicht der absoluten Maßverkörperung und des ersten Sensors;
  • 4 eine grobschematische Seitenansicht der inkrementellen Maßverkörperung und des zweiten Sensors;
  • 5 den Verlauf des Signals eines Abtastmittels bei einer Bewegung entlang der Bewegungsbahn.
The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. It shows:
  • 1 a rough schematic plan view of a position measuring system according to the invention;
  • 2 a rough schematic cross section of the position measuring system according to 1 ;
  • 3 a rough schematic side view of the absolute measuring scale and the first sensor;
  • 4 a rough schematic side view of the incremental measuring scale and the second sensor;
  • 5 the course of the signal of a scanning means in a movement along the trajectory.

1 zeigt eine grobschematische Draufsicht eines erfindungsgemäßen Positionsmesssystems 10. Das Positionsmesssystem 10 ist rein beispielhaft Bestandteil eines Linearwälzlagers. Der erste Körper 20 wird dementsprechend von einer Führungsschiene 21 gebildet, welche sich mit einer konstanten Querschnittsform entlang einer Längsachse 11 erstreckt. Die Bewegungsbahn 12 des Positionsmesssystems 10 fällt mit der Längsachse 11 zusammen. Ein Führungswagen 51 ist, beispielsweise mittels mehrerer Reihen von endlos umlaufenden Wälzkörpern, in Richtung der Längsachse 11 beweglich an der Führungsschiene 21 geführt. An dem Führungswagen 51 ist ein Messkopf 52 befestigt, welcher zusammen mit dem Führungswagen 51 den zweiten Körper 50 bildet. In dem Messkopf 52 sind ein erster und ein zweiter Sensor 60; 70 und eine Auswertevorrichtung 53 aufgenommen. Der erste und der zweiten Sensor 60; 70 sind an die Auswertevorrichtung 53 angeschlossen, vorzugsweise an Analog-Digital-Wandler in der Auswertevorrichtung 53. Die Auswertevorrichtung 53 umfasst vorzugsweise eine FPGA und/oder einen Mikroprozessor, welche zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet sind. Die Führungsschiene 21 umfasst eine absolute und eine inkrementelle Maßverkörperung 30; 40, welche sich jeweils über die gesamte Länge der Führungsschiene 21 erstrecken. 1 shows a rough schematic plan view of a position measuring system according to the invention 10 , The position measuring system 10 is purely an example part of a linear roller bearing. The first body 20 is accordingly of a guide rail 21 formed, which with a constant cross-sectional shape along a longitudinal axis 11 extends. The trajectory 12 of the position measuring system 10 falls with the longitudinal axis 11 together. A carriage 51 is, for example by means of several rows of endless rotating rolling elements, in the direction of the longitudinal axis 11 movable on the guide rail 21 guided. On the carriage 51 is a measuring head 52 attached, which together with the carriage 51 the second body 50 forms. In the measuring head 52 are a first and a second sensor 60 ; 70 and an evaluation device 53 added. The first and the second sensor 60 ; 70 are to the evaluation device 53 connected, preferably to analog-to-digital converter in the evaluation device 53 , The evaluation device 53 preferably comprises an FPGA and / or a microprocessor, which are set up for carrying out the method according to the invention. The guide rail 21 includes an absolute and an incremental material measure 30 ; 40 , which in each case over the entire length of the guide rail 21 extend.

2 zeigt einen grobschematischen Querschnitt des Positionsmesssystems 10 nach 1. Die Führungsschiene 21 umfasst einen Hauptkörper 24 aus Wälzlagerstahl, der gehärtete Laufbahnen 22 für die Wälzköper aufweist. Dessen Querschnittsform ist vorliegend an zylinderförmige Wälzkörper angepasst, wobei vier Reihen von Wälzkörpern vorgesehen sind. Die absolute und die inkrementelle Maßverkörperung 30; 40 sind an gegenüberliegenden Seitenflächen des Hauptkörpers 24 befestigt. Sie werden jeweils von einem zugeordneten Abdeckband 23 überdeckt, welches ebenfalls am Hauptkörper 24 befestigt ist. Die absolute und die inkrementelle Maßverkörperung 30; 40 werden vorliegend jeweils von einem Blechband aus magnetisch leitfähigem Material, beispielsweise aus magnetisierbarem Stahl, gebildet, welches entsprechend den 3 bzw. 4 mit Durchbrüchen versehen ist. Die Abdeckbänder 23 sind jeweils als Blechband ohne Durchbrüche ausgeführt, welches aus einem magnetisch nicht leitfähigen Material, beispielsweise nicht magnetisierbarem Stahl, besteht. 2 shows a rough schematic cross section of the position measuring system 10 to 1 , The guide rail 21 includes a main body 24 from bearing steel, the hardened raceways 22 has for the Wälzköper. Whose cross-sectional shape is adapted in the present case to cylindrical rolling elements, wherein four rows of rolling elements are provided. The absolute and the incremental material measure 30 ; 40 are on opposite side surfaces of the main body 24 attached. They each come from an associated masking tape 23 covered, which also on the main body 24 is attached. The absolute and the incremental material measure 30 ; 40 In the present case, each of a sheet metal strip of magnetically conductive material, for example of magnetizable steel, formed in accordance with the 3 respectively. 4 is provided with openings. The masking tapes 23 are each designed as a metal strip without openings, which consists of a magnetically non-conductive material, such as non-magnetizable steel.

Der erste und der zweite Sensor 60; 70 ist jeweils innen am Messkopf 52 derart befestigt, dass er der zugeordneten Maßverkörperung 30; 40 mit geringem Abstand gegenüber steht.The first and the second sensor 60 ; 70 is inside the measuring head 52 fixed so that it is the associated measuring standard 30 ; 40 with a small distance opposite.

Anzumerken ist, dass die vorliegende Erfindung neben dem vorgestellten induktiven Messprinzip auch in Verbindung mit einem magnetischen oder einem optischen Messprinzip verwendbar ist.It should be noted that in addition to the presented inductive measuring principle, the present invention can also be used in conjunction with a magnetic or an optical measuring principle.

3 zeigt eine grobschematische Seitenansicht der absoluten Maßverkörperung 30 und des ersten Sensors 60. In der ersten Senderwindungsanordnung 61, den ersten Empfängerspulen 63 und der absoluten Maßverkörperung 30 ist jeweils die Mittelachse 32 der absoluten Maßverkörperung 30 eingezeichnet. Der Übersichtlichkeit halber sind die genannten Teile in 3 quer zur Mittelachse 32 nebeneinander dargestellt, wobei sie tatsächlich so übereinander angeordnet sind, dass alle drei Mittelachsen 32 deckungsgleich sind. In Richtung der Mittelachse 32 sind die drei genannten Teile entsprechend den tatsächlichen Verhältnissen relativ zueinander ausgerichtet. Die Mittelachse 32 ist parallel zur Längsachse (Nr. 11 in 1) angeordnet. 3 shows a rough schematic side view of the absolute material measure 30 and the first sensor 60 , In the first transmitter coil arrangement 61 , the first receiver coils 63 and the absolute measuring standard 30 is the central axis 32 the absolute measuring standard 30 located. For the sake of clarity, the parts mentioned in 3 transverse to the central axis 32 shown side by side, where they are actually superposed so that all three central axes 32 are congruent. In the direction of the central axis 32 the three parts mentioned are aligned relative to one another according to the actual conditions. The central axis 32 is parallel to the longitudinal axis (No. 11 in 1 ) arranged.

Die ersten Markierungen 31 der absoluten Maßverkörperung 30 werden jeweils von rechteckigen Durchbrüchen in dem betreffenden Blechband gebildet. Die entsprechenden ersten Rechteckseiten 34 sind senkrecht zur Mittelachse 32 ausgerichtet. Ihr Abstand in Richtung der Mittelachse 32 kann ein ganzzahliges Vielfaches einer Teilung λ der absoluten Maßverkörperung 30 sein, wobei es ebenfalls denkbar ist, dass ihre Position minimal gegenüber dieser Idealposition verschoben ist. Die zweiten Rechteckseiten 35 sind parallel zur Mittelachse 32 angeordnet. Einander zugeordnete zweite Rechteckseiten 35 verschiedener erster Markierungen 31 sind in einer Flucht angeordnet.The first marks 31 the absolute measuring standard 30 are each formed by rectangular openings in the sheet metal strip concerned. The corresponding first rectangle pages 34 are perpendicular to the central axis 32 aligned. Your distance in the direction of the central axis 32 can be an integer multiple of a pitch λ of the absolute material measure 30 It is also conceivable that their position is minimally shifted from this ideal position. The second rectangle sides 35 are parallel to the central axis 32 arranged. Mapped second rectangle sides 35 different first marks 31 are arranged in a flight.

Die ersten Markierungen 31 codieren eine binäre Zufallszahlenfolge 33. Eine logische 1 wird dann codiert, wenn an einer Teilungsposition ein Übergang von einem magnetisch leitfähigen Material auf einen Freiraum oder umgekehrt vorliegt. Eine logische 0 wird dann codiert, wenn an einer Teilungsposition kein entsprechender Übergang vorhanden ist. Die codierte Zufallszahlenfolge 33 ist so gewählt, dass jede beliebige Auswahl einer Anzahl n von unmittelbar aufeinander folgenden Bits jeweils einen Positionscode ergibt, der nur ein einziges Mal in der Zufallszahlenfolge vorkommt. Die genannte Anzahl n wird dabei auch als Bitbreite der Zufallszahlenfolge bezeichnet.The first marks 31 encode a binary random number sequence 33 , A logical 1 is coded if there is a transition from a magnetically conductive material to a free space or vice versa at a division position. A logical 0 is encoded if there is no corresponding transition at a split position. The coded random number sequence 33 is chosen such that any selection of a number n of immediately consecutive bits results in a position code occurring only once in the random number sequence. The named number n is also referred to as the bit width of the random number sequence.

Der erste Sensor 60 ist vorliegend entsprechend der DE 10 2015 213 784 A1 ausgebildet, deren gesamter Inhalt in Bezug genommen und zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht wird. Es ist aber auch denkbar, die absolute Maßverkörperung und den ersten Sensor entsprechend der EP 2 502 030 B1 auszuführen.The first sensor 60 is present according to the DE 10 2015 213 784 A1 whose entire content is referred to and incorporated in the present application. But it is also conceivable, the absolute measuring standard and the first sensor according to the EP 2 502 030 B1 perform.

Der erste Sensor umfasst mehrere erste Empfängerspulen 63, die mit einem konstanten Teilungsabstand δ entlang der Mittelachse 32 verteilt angeordnet sind. In 3 ist jeweils nur ein Windungsumlauf dargestellt, wobei eine erste Empfängerspule 63 tatsächlich eine Vielzahl von Windungsumläufen aufweist. Entsprechend der DE 10 2015 213 784 A1 sind jeweils zwei benachbarte erste Empfängerspulen 63 differentiell zusammenschaltbar, so dass sie zusammen ein Abtastmittel 62 bilden. Dabei ist wählbar, welche Paare von ersten Empfängerspulen 63 zusammengeschaltet sind. In 3 ist die entsprechende Verschaltung beispielhaft für ein Paar von ersten Empfängerspulen 63 gezeigt. Jeweils ein Anschluss der beiden ersten Empfängerspulen 63 wird zusammengeschaltet, wobei die beiden anderen Anschlüsse einem differentiell arbeitenden Verstärker 65 zugeführt werden. Das Feld der ersten Senderwindungsanordnung 61 führt damit im Bereich einer logischen 1 zu einem betragsmäßig starken Signal, wobei es im Bereich einer logischen 0 zu einem schwachen Signal führt (vgl. 5).The first sensor comprises a plurality of first receiver coils 63 with a constant pitch δ along the central axis 32 are arranged distributed. In 3 in each case only one winding circulation is shown, wherein a first receiver coil 63 actually has a plurality of Windungsumläufen. According to the DE 10 2015 213 784 A1 are each two adjacent first receiver coils 63 differentially interconnectable, so that together they are a sampling means 62 form. It is possible to choose which pairs of first receiver coils 63 are interconnected. In 3 the corresponding interconnection is exemplary of a pair of first receiver coils 63 shown. One connection each of the first two receiver coils 63 is interconnected, with the other two terminals a differential amplifier 65 be supplied. The field of the first transmitter coil arrangement 61 thus leads in the area of a logical 1 to a magnitude strong signal, where it leads to a weak signal in the range of a logical 0 (see. 5 ).

Die erste Senderwindungsanordnung 61 wird von sich mehrfach kreuzenden Leiterbahnen gebildet, welche mehrere erste Senderflächen 64 umgrenzen. In 3 ist nur ein Windungsumlauf dargestellt, wobei die erste Senderwindungsanordnung 61 tatsächlich mehrere Windungsumläufe aufweist. Die ersten Senderflächen 64 sind in Richtung der Mittelachse 32 mit dem Teilungsabstand δ regelmäßig verteilt angeordnet, wobei innerhalb jeder ersten Senderfläche 64 jeweils eine einzige erste Empfängerspule 63 angeordnet ist. Die magnetische Feldrichtung in zwei unmittelbar benachbarten ersten Senderflächen 64 ist entgegengesetzt ausgerichtet. Die erste Senderwindungsanordnung 61 wird mit einem Wechselstrom beaufschlagt, so dass sie in den ersten Empfängerspulen 63 eine Spannung induziert. Diese Spannung ist abhängig von der Relativstellung zwischen dem ersten und dem zweiten Körper.The first transmitter coil arrangement 61 is formed by multiple intersecting tracks, which several first transmitter surfaces 64 circumscribe. In 3 only one winding turn is shown, wherein the first transmitter winding arrangement 61 actually has several Windungsumläufe. The first transmitter areas 64 are in the direction of the central axis 32 arranged distributed regularly with the pitch δ, wherein within each first transmitter surface 64 in each case a single first receiver coil 63 is arranged. The magnetic field direction in two immediately adjacent first transmitter surfaces 64 is oriented in the opposite direction. The first transmitter coil arrangement 61 An alternating current is applied to it in the first receiver coils 63 induces a voltage. This voltage is dependent on the relative position between the first and the second body.

Die Teilungen λ und δ sind vorzugsweise verschieden voneinander gewählt. λ kann beispielsweise 1,5 mm betragen, wobei δ beispielsweise 0,8 mm beträgt. Hierdurch wird es möglich, alle für die Bestimmung der ersten Position erforderlichen Bits abzulesen, ohne dass der zweite Körper relativ zum ersten Körper bewegt werden muss, wobei das Ablesen in jeder Relativstellung möglich ist. Dabei werden vorzugsweise nacheinander unterschiedliche Paare von ersten Empfängerspulen 63 zusammengeschaltet, um jeweils unterschiedliche Abtastmittel 62 zu bilden, mit denen unterschiedliche Bits abgelesen werden können.The pitches λ and δ are preferably selected differently from each other. λ may be, for example, 1.5 mm, wherein δ is 0.8 mm, for example. This makes it possible to read all the bits required for the determination of the first position, without the second body has to be moved relative to the first body, wherein the reading is possible in any relative position. In this case, preferably successively different pairs of first receiver coils 63 interconnected to each different scanning means 62 to form, with which different bits can be read.

4 zeigt eine grobschematische Seitenansicht der inkrementellen Maßverkörperung 40 und des zweiten Sensors 70. In der zweiten Senderwindungsanordnung 73, den ersten und den zweiten Empfängerspulenpaaren 71; 72 und der inkrementellen Maßverkörperung 40 ist jeweils die Mittelachse 42 der inkrementellen Maßverkörperung 40 eingezeichnet. Der Übersichtlichkeit halber sind die genannten Teile in 4 quer zur Mittelachse 42 nebeneinander dargestellt, wobei sie tatsächlich so übereinander angeordnet sind, dass alle drei Mittelachsen 32 deckungsgleich sind. In Richtung der Mittelachse 42 sind die genannten Teile entsprechend den tatsächlichen Verhältnissen relativ zueinander ausgerichtet. Die Mittelachse 42 ist parallel zur Längsachse (Nr. 11 in 1) angeordnet. 4 shows a rough schematic side view of the incremental material measure 40 and the second sensor 70 , In the second transmitter winding arrangement 73 , the first and second receiver coil pairs 71 ; 72 and the incremental material measure 40 is the central axis 42 the incremental material measure 40 located. For the sake of clarity, the parts mentioned in 4 transverse to the central axis 42 shown side by side, where they are actually superposed so that all three central axes 32 are congruent. In the direction of the central axis 42 the said parts are aligned relative to each other according to the actual conditions. The central axis 42 is parallel to the longitudinal axis (No. 11 in 1 ) arranged.

Die zweiten Markierungen 41 der inkrementellen Maßverkörperung 40 werden jeweils von rechteckigen Durchbrüchen in dem betreffenden Blechband gebildet. Die entsprechenden Rechteckseiten sind parallel bzw. senkrecht zur Mittelachse 42 ausgerichtet. Die Durchbrüche sind untereinander gleich ausgebildet, wobei sie mit einem konstanten Teilungsabstand γ verteilt entlang der Mittelachse 42 angeordnet sind. Der Teilungsabstand γ beträgt beispielsweise 1,0 mm. Die Breite der Durchbrüche ist vorzugsweise gleich der Breite der Stege 43 zwischen den Durchbrüchen ausgeführt.The second marks 41 the incremental material measure 40 are each formed by rectangular openings in the sheet metal strip concerned. The corresponding rectangle sides are parallel or perpendicular to the central axis 42 aligned. The apertures are formed equal to each other, wherein they are distributed at a constant pitch γ along the central axis 42 are arranged. The pitch γ is 1.0 mm, for example. The width of the apertures is preferably equal to the width of the webs 43 executed between the breakthroughs.

Der zweite Sensor 70 ist vorzugsweise gemäß der DE 10 2011 106 940 A1 ausgeführt, deren gesamter Inhalt in Bezug genommen und zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.The second sensor 70 is preferably according to DE 10 2011 106 940 A1 the entire contents of which are referred to and incorporated in the present application.

Die zweite Senderwindungsanordnung 73 wird von sich mehrfach kreuzenden Leiterbahnen gebildet, welche mehrere zweite Senderflächen 74 umgrenzen. In 4 ist nur ein Windungsumlauf dargestellt, wobei die zweite Senderwindungsanordnung 73 tatsächlich mehrere Windungsumläufe aufweist. Die zweiten Senderflächen 74 sind in Richtung der Mittelachse 42 mit dem Teilungsabstand 7/4 γ regelmäßig verteilt angeordnet, wobei innerhalb jeder ersten Senderfläche 64 jeweils ein erstes oder ein zweites Empfängerspulenpaar 71; 72 angeordnet ist. Jedes Empfängerspulenpaar 71; 72 umfasst zwei differentiell zusammengeschaltete Einzelspulen, die in Richtung der Mittelachse 42 einen Abstand von γ/2 aufweisen. In Richtung der Mittachse 42 sind die ersten und die zweiten Empfängerspulenpaare 71; 72 abwechselnd nebeneinander angeordnet. Alle ersten Empfängerspulenpaare 71 sind phasenrichtig in Reihe geschaltet, so dass sich in Summe ein entsprechend starkes Sinus-Signal ergibt. Alle zweiten Empfängerspulenpaare 72 sind phasenrichtig in Reihe geschaltet, so dass sich in Summe ein entsprechend starkes Sinus-Signal ergibt. Beispielsweise sind jeweils zehn erste und zweite Empfängerspulenpaare 71; 72 vorhanden. Die zweite Senderwindungsanordnung 73 wird mit einem Wechselstrom gespeist, so dass sie in den ersten und den zweiten Empfängerspulenpaaren 71; 72 eine Spannung induziert. Diese Spannung ist abhängig von der Relativstellung zwischen dem ersten und dem zweiten Körper.The second transmitter coil arrangement 73 is formed by multiple intersecting tracks, which several second transmitter areas 74 circumscribe. In 4 only one winding turn is shown, wherein the second transmitter winding arrangement 73 actually has several Windungsumläufe. The second transmitter areas 74 are in the direction of the central axis 42 arranged distributed regularly with the pitch 7/4 γ, wherein within each first transmitter surface 64 in each case a first or a second pair of receiver coils 71 ; 72 is arranged. Each receiver coil pair 71 ; 72 comprises two differentially interconnected individual coils, which are in the direction of the central axis 42 have a distance of γ / 2. In the direction of the middle axis 42 are the first and second receiver coil pairs 71 ; 72 alternately arranged side by side. All first receiver coil pairs 71 are in-phase connected in series, so that in sum results in a correspondingly strong sine wave signal. All second receiver coil pairs 72 are in-phase connected in series, so that in sum results in a correspondingly strong sine wave signal. For example, there are ten first and second receiver coil pairs each 71 ; 72 available. The second transmitter coil arrangement 73 is fed with an alternating current so that they are in the first and the second receiver coil pairs 71 ; 72 induces a voltage. This voltage is dependent on the relative position between the first and the second body.

5 zeigt den Verlauf des Signals 13 eines Abtastmittels bei einer Bewegung entlang der Bewegungsbahn. In der Vertikalen ist eine Signalspannung U des entsprechenden Signals 13 aufgetragen. Wie oben bereits erläutert, wird der erste Sensor mit einer Wechselspannung erregt. Das Abtastmittel (Nr. 62 in 3) gibt eine Wechselspannung mit gleicher Frequenz aus, deren Amplitude von der Relativstellung zwischen dem ersten und dem zweiten Körper abhängt. Die in 5 eingezeichnete Signalspannung U ist proportional zur Amplitude der genannten Wechselspannung. 5 shows the course of the signal 13 a scanning means during a movement along the path of movement. In the vertical is a signal voltage U of the corresponding signal 13 applied. As already explained above, the first sensor is excited with an alternating voltage. The scanning means (No. 62 in 3 ) outputs an alternating voltage with the same frequency whose amplitude depends on the relative position between the first and the second body. In the 5 drawn signal voltage U is proportional to the amplitude of said AC voltage.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine dritte absolute Position ermittelt. Diese wird mit demselben ersten Sensor ermittelt, mit welchem auch die absolute erste Position ermittelt wird. Um den elektrischen Leistungsbedarf zu minimieren, kommen bei der Bestimmung der absoluten dritten Position weniger Abtastmittel zum Einsatz als bei der Bestimmung der absoluten ersten Position. Idealerweise wird im zweiten Fall nur ein einziges Abtastmittel verwendet. Im Gegenzug wird das Positionsmesssystem während der Bestimmung der absoluten dritten Position bewegt.In the context of the method according to the invention, a third absolute position is determined. This is determined with the same first sensor, with which also the absolute first position is determined. In order to minimize the electrical power requirement, fewer absolute scanning means are used in the determination of the absolute third position than in the determination of the absolute first position. Ideally, only a single scanning means is used in the second case. In turn, the position measuring system is moved during the determination of the absolute third position.

5 zeigt dabei den Verlauf des vorstehend erläuterten Signals 13 über den Bewegungsweg x des Positionsmesssystems, welcher in 1 horizontal aufgetragen ist. In 5 sind verschiedene Abtastwerte 81; 82; 83 mit Quadraten, Kreisen und Kreuzen markiert. Die Abtastwerte 81; 82; 83 werden mit einem konstanten Bewegungsabstand 14, der vorliegend 0,5 mm beträgt, aufgezeichnet. Die Teilungen λ und γ sind jeweils ein ganzzahliges Vielfaches dieses Bewegungsabstands 14, wobei der Bewegungsabstand 14 vorzugsweise der größte gemeinsame Teiler der Teilungen λ und γ ist. Der Bewegungsabstand 14 wird unter Verwendung des zweiten Sensors ermittelt. Immer, wenn anhand des zweiten Sensors festgestellt wird, dass sich der zweite Körper um den genannten Bewegungsabstand 14 relativ zum ersten Körper bewegt hat, wird ein Abtastwert des ersten Sensors gespeichert. Die Abtastwerte werden vorliegend drei Gruppen 81; 82; 83 zugeordnet, wobei alle Abtastwerte einer Gruppe mit dem gleichen Symbol (Quadrat, Kreis oder Kreuz) markiert sind. Die Anzahl der Gruppen ist gleich dem Quotienten aus der Teilung λ der absoluten Maßverkörperung und dem Bewegungsabstand 14. Die Abtastwerte einer Gruppe 81; 82; 83 haben untereinander einen zweiten Bewegungsabstand, der gleich der Teilung λ der absoluten Maßverkörperung ist. Zur Bestimmung der Zufallszahlenfolge 33 wird die Gruppe von Abtastwerten ausgewählt, in welcher die betragsmäßig größten Abtastwerte vorkommen. Vorliegend wird also die zweite Gruppe 81 von Abtastwerten ausgewählt, welche mit Quadraten gekennzeichnet ist. Wenn die Signalspannung U im Wesentlichen Null beträgt, codiert der entsprechende Abtastwert eine logische 0. Wenn der Betrag der Signalspannung U deutlich von Null verschieden ist, codiert der betreffende Abtastwert eine logische 1. 5 shows the course of the signal explained above 13 over the movement path x of the position measuring system, which in 1 is applied horizontally. In 5 are different samples 81 ; 82 ; 83 marked with squares, circles and crosses. The samples 81 ; 82 ; 83 be with a constant movement distance 14 , which in this case is 0.5 mm recorded. The divisions λ and γ are each an integer multiple of this movement distance 14 , where the movement distance 14 Preferably, the largest common divisor of the pitches λ and γ. The movement distance 14 is determined using the second sensor. Whenever it is determined by means of the second sensor that the second body is at the said movement distance 14 moved relative to the first body, a sample of the first sensor is stored. The samples become present three groups 81 ; 82 ; 83 all samples of a group are marked with the same symbol (square, circle or cross). The number of groups is equal to the quotient of the division λ of the absolute material measure and the movement distance 14 , The samples of a group 81 ; 82 ; 83 have a second movement distance between them, which is equal to the pitch λ of the absolute material measure. To determine the random number sequence 33 the group of samples is selected in which the largest amounts of samples occur. The present is the second group 81 selected from samples marked with squares. When the signal voltage U is substantially zero, the corresponding sample encodes a logical 0. If the magnitude of the signal voltage U is significantly different from zero, the sample in question encodes a logical one.

Anzumerken ist noch, dass die Bewegungsrichtung im Rahmen der Bestimmung der absoluten dritten Position vorzugsweise konstant ist, wobei eine Richtungskehr ebenfalls möglich ist. Die Bewegungsgeschwindigkeit kann während der Bestimmung der absoluten dritten Position konstant oder variabel sein.It should also be noted that the direction of movement is preferably constant in the context of the determination of the absolute third position, whereby a reversal of the direction is also possible. The movement speed may be constant or variable during the determination of the absolute third position.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

λλ
Teilung der absoluten MaßverkörperungDivision of the absolute dimensional standard
δδ
Teilung des ersten SensorsDivision of the first sensor
γγ
Teilung der inkrementellen MaßverkörperungDivision of the incremental material measure
xx
Bewegungsweg entlang der BewegungsbahnMovement path along the trajectory
UU
Signalspannung signal voltage
1010
PositionsmesssystemPosition measuring system
1111
Längsachselongitudinal axis
1212
Bewegungsbahntrajectory
1313
Signalsignal
1414
erster Bewegungsabstand first movement distance
2020
erster Körperfirst body
2121
Führungsschieneguide rail
2222
Laufbahncareer
2323
Abdeckbandmasking tape
2424
Hauptkörper main body
3030
absolute Maßverkörperungabsolute measuring standard
3131
erste Markierungfirst mark
3232
Mittelachse der absoluten MaßverkörperungCentral axis of the absolute dimensional standard
3333
ZufallszahlenfolgeRandom number sequence
3434
erste Rechteckseitefirst rectangle side
3535
zweite Rechteckseite second rectangle side
4040
inkrementelle Maßverkörperungincremental material measure
4141
zweite Markierungsecond mark
4242
Mittelachse der zweiten MaßverkörperungCentral axis of the second measuring scale
4343
Steg web
5050
zweiter Körpersecond body
5151
Führungswagencarriages
5252
Messkopfprobe
5353
Auswertevorrichtung evaluation
6060
erster Sensorfirst sensor
6161
erste Senderwindungsanordnungfirst transmitter winding arrangement
6262
Abtastmittelsampling
6363
erste Empfängerspulefirst receiver coil
6464
erste Senderflächefirst transmitter area
6565
Verstärker amplifier
7070
zweiter Sensorsecond sensor
7171
erstes Empfängerspulenpaarfirst receiver coil pair
72 72
zweites Empfängerspulenpaarsecond receiver coil pair
7373
zweite Senderwindungsanordnungsecond transmitter winding arrangement
7474
zweite Senderfläche second transmitter area
8181
Abtastwert aus der ersten GruppeSample from the first group
8282
Abtastwert aus der zweiten GruppeSample from the second group
8383
Abtastwert aus der dritten GruppeSample from the third group

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102015213784 A1 [0002, 0026, 0027]DE 102015213784 A1 [0002, 0026, 0027]
  • EP 2502030 B1 [0002, 0026]EP 2502030 B1 [0002, 0026]
  • DE 102011106940 A1 [0032]DE 102011106940 A1 [0032]

Claims (9)

Verfahren zum Betrieb eines Positionsmesssystems (10), wobei das Positionsmesssystem einen ersten und einen zweiten Körper (20; 50) umfasst, welche entlang einer eindimensionalen Bewegungsbahn (12) relativ beweglich zueinander sind, wobei an dem ersten Körper (20) eine absolute und eine inkrementelle Maßverkörperung (30; 40) vorgesehen sind, wobei die absolute Maßverkörperung (30) eine Vielzahl von ersten Markierungen (31) aufweist, welche entlang der Bewegungsbahn (12) verteilt angeordnet sind, wobei sie eine Zufallszahlenfolge (33) codieren, wobei die inkrementelle Maßverkörperung (40) eine Vielzahl von zweiten Markierungen (41) aufweist, welche periodisch verteilt entlang der Bewegungsbahn (12) angeordnet sind, wobei der zweite Körper (50) einen ersten Sensor (60) aufweist, der mehrere gesonderte Abtastmittel (62) umfasst, mit denen mehrere Stellen der Zufallszahlenfolge (33) der absoluten Maßverkörperung (30) gleichzeitig abtastbar sind, wobei der zweite Körper (50) einen zweiten Sensor (70) aufweist, mittels dem die zweiten Markierungen (41) der inkrementellen Maßverkörperung (40) abtastbar sind, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Ermitteln einer absoluten ersten Position unter Verwendung einer ersten Anzahl der Abtastmittel des ersten Sensors; b) Ermitteln einer absoluten zweiten Position unter Verwendung der ersten Position und des zweiten Sensors; c) Ermitteln einer absoluten dritten Position unter Verwendung einer zweiten Anzahl von Abtastmitteln, wobei die zweite Anzahl kleiner als die erste Anzahl ist, wobei sich das Positionsmesssystem (10) während der Ermittlung der absoluten dritten Position bewegt.A method of operating a position sensing system (10), the position sensing system comprising first and second bodies (20; 50) relatively moveable along a one-dimensional trajectory (12), the first body (20) having an absolute and a first body incremental scale (30; 40), wherein the absolute measure (30) comprises a plurality of first markers (31) distributed along the path of movement (12) encoding a random number sequence (33), the incremental scale Measuring scale (40) has a multiplicity of second markings (41) arranged periodically distributed along the movement path (12), the second body (50) having a first sensor (60) comprising a plurality of separate scanning means (62), with which multiple digits of the random number sequence (33) of the absolute material measure (30) can be scanned simultaneously, wherein the second body (50) a second sensor (70), by means of which the second markings (41) of the incremental measuring graduation (40) can be scanned, the method comprising the following steps: a) determining an absolute first position using a first number of the scanning means of the first sensor; b) determining an absolute second position using the first position and the second sensor; c) determining an absolute third position using a second number of sensing means, the second number being less than the first number, the position sensing system (10) moving during the determination of the absolute third position. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zweite und die dritte Position miteinander verglichen werden, wobei eine Fehlermeldung ausgegeben wird, wenn sie nicht übereinstimmen.Method according to Claim 1 wherein the second and the third positions are compared with each other, whereby an error message is output if they do not match. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Abtastmittel (62) jeweils zumindest eine erste Empfängerspule (63) umfassen, wobei der erste Sensor (60) eine erste Senderwindungsanordnung (61) aufweist, wobei die induktive Kopplung zwischen der ersten Senderwindungsanordnung (61) und der zumindest einen ersten Empfängerspule (63) von der absoluten Maßverkörperung (30) beeinflussbar ist, wobei eine elektrische Versorgungsleistung der ersten Senderwindungsanordnung (61) im Rahmen des Schrittes a) größer als im Rahmen des Schrittes c) ist.The method of any one of the preceding claims, wherein the sensing means (62) each comprise at least a first receiver coil (63), the first sensor (60) having a first transmitter coil assembly (61), the inductive coupling between the first transmitter coil assembly (61) and the at least one first receiver coil (63) can be influenced by the absolute measuring graduation (30), wherein an electrical supply power of the first transmitter coil arrangement (61) in the context of step a) is greater than in the context of step c). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei im Rahmen des Schrittes c) mittels des zweiten Sensors (70) ermittelt wird, ob der erste Sensor (60) genügend Stellen der Zufallszahlenfolge (33) überfahren hat, um die dritte Position zu ermitteln.Method according to one of the preceding claims, wherein it is determined in the context of step c) by means of the second sensor (70) whether the first sensor (60) has run over enough locations of the random number sequence (33) to determine the third position. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die dritte Position immer dann ermittelt wird, wenn sich der zweite Sensor (70) um eine vorgegebene Messlänge in die gleiche Richtung bewegt hat.Method according to Claim 4 , wherein the third position is always determined when the second sensor (70) has moved in the same direction by a predetermined measuring length. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei im Rahmen des Schrittes c) mehr Stellen der Zufallszahlenfolge (33) abgelesen werden, als zur Bestimmung der absoluten dritten Position notwendig sind, wobei mittels der überzähligen Stellen eine Fehlererkennung und/oder Fehlerkorrektur durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein in the context of step c) more digits of the random number sequence (33) are read than are necessary for determining the absolute third position, wherein by means of the surplus places an error detection and / or error correction is performed. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Sensor (60) an einen Analog-Digital-Wandler angeschlossen ist, mit dem Abtastwerte erzeugbar sind, wobei entsprechende Abtastwerte (81; 82; 83) gespeichert werden, welche einen kontanten ersten Bewegungsabstand (14) aufweisen, wobei die Teilung λ der absoluten Maßverkörperung (30) ein ganzzahliges Vielfaches des ersten Bewegungsabstands (14) ist, wobei die Teilung γ der inkrementellen Maßverkörperung (40) ein ganzzahliges Vielfaches des ersten Bewegungsabstands (14) ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the first sensor (60) is connected to an analog-to-digital converter, with which samples can be generated, whereby corresponding samples (81; 82; 83) are stored which have a constant first movement distance (14 ), wherein the pitch λ of the absolute material measure (30) is an integer multiple of the first movement distance (14), wherein the pitch γ of the incremental material measure (40) is an integer multiple of the first movement distance (14). Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Abtastwerte mehreren Gruppen (81; 82; 83) derart zugeordnet werden, dass die Abtastwerte innerhalb einer Gruppe (81; 82; 83) einen zweiten Bewegungsabstand aufweisen, der gleich der Teilung λ der absoluten Maßverkörperung (30) ist.Method according to Claim 7 wherein the samples are associated with a plurality of groups (81; 82; 83) such that the samples within a group (81; 82; 83) have a second movement distance equal to the pitch λ of the absolute measure (30). Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Zufallszahlenfolge (33) anhand der Gruppe (81; 82; 83) von Abtastwerten ermittelt wird, welche die betragsmäßig größten Abtastwerte aufweist.Method according to Claim 8 in which the random number sequence (33) is determined on the basis of the group (81; 82; 83) of samples having the largest magnitude of the sampled values.
DE102017204871.9A 2017-04-19 2017-04-19 Energy-saving positioning method Pending DE102017204871A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017204871.9A DE102017204871A1 (en) 2017-04-19 2017-04-19 Energy-saving positioning method
CN201810349314.0A CN108775886B (en) 2017-04-19 2018-04-18 Energy-saving position determination method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017204871.9A DE102017204871A1 (en) 2017-04-19 2017-04-19 Energy-saving positioning method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017204871A1 true DE102017204871A1 (en) 2018-10-25

Family

ID=63714313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017204871.9A Pending DE102017204871A1 (en) 2017-04-19 2017-04-19 Energy-saving positioning method

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN108775886B (en)
DE (1) DE102017204871A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112805538A (en) * 2018-11-09 2021-05-14 舍弗勒技术股份两合公司 Linear guide comprising a length measuring device
DE102020209601A1 (en) 2020-07-30 2022-02-03 SUMIDA Components & Modules GmbH Detection device for a position sensor and detection system with such a detection device
DE102021130751A1 (en) 2021-11-24 2023-05-25 ASMPT GmbH & Co. KG Manufacturing device with segmented encoder strips

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1102040A1 (en) * 1999-11-18 2001-05-23 HERA Rotterdam B.V. Position sensor
DE102006007184A1 (en) * 2006-02-15 2007-08-16 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Position measuring device
DE102007018748A1 (en) * 2007-04-20 2008-10-23 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Position measuring device
DE102011106940A1 (en) 2010-08-04 2012-02-09 Robert Bosch Gmbh Position measuring unit for measuring position of measuring scale i.e. broad strip, and sampling unit, has pairs of receiver coils switched in series manner, where distance between pairs of coils is integral multiple of pitch distance
EP2502030B1 (en) 2009-11-18 2013-03-13 Victor Vasiloiu Inductive measuring device for detecting lengths and angles
DE102013226200A1 (en) * 2013-12-17 2015-06-18 Robert Bosch Gmbh Absolute position measuring device
DE102015213784A1 (en) 2014-08-13 2016-02-18 Robert Bosch Gmbh Position measuring system with receiver coils, which are differentially interconnected via switching means

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0610613B2 (en) * 1987-05-28 1994-02-09 株式会社ワコム Position detector
US5886519A (en) * 1997-01-29 1999-03-23 Mitutoyo Corporation Multi-scale induced current absolute position transducer
DE69925353T2 (en) * 1998-12-17 2006-01-12 Mitutoyo Corp., Kawasaki Inductive position encoder with high accuracy and reduced offset
DE10035192C1 (en) * 2000-07-20 2001-10-11 Carl Mahr Holding Gmbh Capacitive displacement measuring system for length measurement, has capacitive sensor provided by differential capacitor with two partial capacitors supplied with phase opposed control signals
JP4172918B2 (en) * 2001-01-22 2008-10-29 株式会社ミツトヨ Electromagnetic induction type absolute position transducer
JP2010151986A (en) * 2008-12-24 2010-07-08 Fujinon Corp Lens position detecting device and lens device
CN201593984U (en) * 2009-12-25 2010-09-29 常州市东升检测仪器有限公司 Induction type displacement detector
US20130090890A1 (en) * 2011-10-10 2013-04-11 Advanced Sensor Technology Limited Absolute position measuring device and method
US20140260522A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 The Raymond Corporation Home position indicator, encoder position measurement system including a home position indicator, and a method of detecting a home position
CN103245371B (en) * 2013-04-24 2016-04-06 江苏大学 A kind of motor rotor position detects and valve position stroke detection integral coder
DE102013218768A1 (en) * 2013-09-19 2015-03-19 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Inductive position measuring device
DE102013226201A1 (en) * 2013-12-17 2015-06-18 Robert Bosch Gmbh Linear guide with combined load and position measurement
CN105333891A (en) * 2014-08-08 2016-02-17 上海联影医疗科技有限公司 Coding device and method and medical ward bed
US9683869B1 (en) * 2015-12-11 2017-06-20 Mitutoyo Corporation Electronic absolute position encoder

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1102040A1 (en) * 1999-11-18 2001-05-23 HERA Rotterdam B.V. Position sensor
DE102006007184A1 (en) * 2006-02-15 2007-08-16 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Position measuring device
DE102007018748A1 (en) * 2007-04-20 2008-10-23 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Position measuring device
EP2502030B1 (en) 2009-11-18 2013-03-13 Victor Vasiloiu Inductive measuring device for detecting lengths and angles
DE102011106940A1 (en) 2010-08-04 2012-02-09 Robert Bosch Gmbh Position measuring unit for measuring position of measuring scale i.e. broad strip, and sampling unit, has pairs of receiver coils switched in series manner, where distance between pairs of coils is integral multiple of pitch distance
DE102013226200A1 (en) * 2013-12-17 2015-06-18 Robert Bosch Gmbh Absolute position measuring device
DE102015213784A1 (en) 2014-08-13 2016-02-18 Robert Bosch Gmbh Position measuring system with receiver coils, which are differentially interconnected via switching means

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112805538A (en) * 2018-11-09 2021-05-14 舍弗勒技术股份两合公司 Linear guide comprising a length measuring device
DE102020209601A1 (en) 2020-07-30 2022-02-03 SUMIDA Components & Modules GmbH Detection device for a position sensor and detection system with such a detection device
DE102021130751A1 (en) 2021-11-24 2023-05-25 ASMPT GmbH & Co. KG Manufacturing device with segmented encoder strips

Also Published As

Publication number Publication date
CN108775886A (en) 2018-11-09
CN108775886B (en) 2021-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3443176C1 (en) Procedure for the calibration of an electronic position transmitter
AT509101B1 (en) INDUCTIVE MEASURING DEVICE FOR LENGTH AND ANGLE DETECTION
EP0172323B1 (en) Measuring apparatus
EP2034201B1 (en) Guide rail with absolute measuring scale
EP2182330B1 (en) Positioning / distance measuring system with encoded measurement body
EP1770373A1 (en) Absolute position measuring device
EP2533018A1 (en) Linear distance measuring system
DE102013226201A1 (en) Linear guide with combined load and position measurement
DE102017204871A1 (en) Energy-saving positioning method
DE102008018355B4 (en) Absolute position measuring device with interpolator
DE102008044739A1 (en) An inductive position encoder, encoder and method for determining a position of a first object relative to a second object
EP3179216A1 (en) Absolute measurement length measuring system and method of operating the same
DE2263619C3 (en) Device for error-detecting and error-free reading of devices that are subject to calibration and monitoring, in particular scales
EP3803278B1 (en) Absolute encoder
DE102013220747A1 (en) Measuring standard for an absolute position measuring system
EP1321743B1 (en) Absolute length measuring system with a measuring rod moving with respect to mutually spaced length sensors
EP2245428B1 (en) Material measure, measuring device and measuring method for determining an absolute position
DE4309881C1 (en) Absolute position measuring device - uses sensor with strip sensor elements scanning successive codes in adjacent measuring track segments
DE3926328A1 (en) DEVICE FOR MEASURING LENGTHS, ANGLES AND THE LIKE
EP0927674B1 (en) Position detecting device of a vehicle moving along a rail
EP3021088B1 (en) Incremental length measuring system and method of operating the same
EP2447676B1 (en) Method for producing a magnetic linear scale
EP3070436B1 (en) Position measuring system with calibration means
DE102015207275B4 (en) Measuring standard with signal-compensating markings
DE10209058B4 (en) Method and bit pattern for determining a kinematic measured variable

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication