DE102017222508A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur von Messsystemabweichungen - Google Patents

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur eines gemessenen Positionswerts (SR) einer Messeinrichtung (2), wobei die Messeinrichtung (2) ein erstes wellenförmiges Ausgangssignal (A) und mindestens ein weiteres wellenförmiges Ausgangssignal (B) erzeugt, wobei der gemessene Positionswert (SR) in Abhängigkeit des ersten wellenförmigen Ausgangssignals (A) und/oder des mindestens einen weiteren wellenförmigen Ausgangssignals (B) berechnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des gemessenen Positionswerts (SR) ein Positionskorrekturwert (Pkw, Pkwt) bestimmt wird und eine Korrektur des gemessenen Positionswerts (SR) in Abhängigkeit des Positionskorrekturwerts (Pkw, Pkwt) vorgenommen wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Korrektur eines gemessenen Positionswerts einer Messeinrichtung, insbesondere einer Wegmesseinrichtung.
• Wegmesseinrichtungen, insbesondere so genannte Inkrementalmesssysteme, z.B. Linear- oder Rotationsmesssysteme, finden in vielen Mess- und Bearbeitungsmaschinen Einsatz. Unabhängig vom Messprinzip können Inkrementalmesssysteme eine in, z.B. einen Maßstab, insbesondere einen Strichmaßstab, umfassen, auf dem mit einer konstanten Strichperiode erfassbare Marken, insbesondere Striche, aufgebracht sind. Weiter umfasst ein solches Inkrementalmesssystem einen Lesekopf zum Erfassen der Marken. Vereinfacht gesagt besteht das Messprinzip darin, erfasste Striche beim Verfahren der Messeinrichtung entlang des Strichmaßstabes mit Hilfe des Lesekopfes zu zählen. Durch die bekannte Strichperiode und die Anzahl an gezählten Strichen kann so eine inkrementelle Positionsinformation ermittelt werden. Typischerweise können Strichmarken optisch erfasst werden.
• Das reine Zählen der Striche ermöglicht zwar eine Bestimmung der Position, allerdings muss sichergestellt sein, dass die Bewegungsrichtung des Lesekopfes sich während des Zählens nicht verändert. Durch das reine Zählen ist keine Richtung der Bewegung bestimmbar. Um auch eine Richtungsbestimmung zu ermöglichen, umfassen Inkrementalmesssysteme, insbesondere deren Leseköpfe, typischerweise zwei Erfassungseinrichtungen zum Erfassen der Marken, wobei die Leseköpfe relativ zueinander um eine Viertel-Strichperiode versetzt angeordnet sind. Theoretisch erzeugen diese Erfassungseinrichtungen beim Verfahren des Lesekopfes entlang des Strichmaßstabes zwei um 90° zueinander phasenverschobene Signale.
• Weiter bekannt ist, dass die von den Erfassungseinrichtungen des Lesekopfes erzeugten Ausgangssignale rechteckförmig sind oder in rechteckförmige Signale umgewandelt werden, beispielsweise durch bekannte schwellwertbasierte Verfahren. Allerdings beträgt bei derartig rechteckförmigen Ausgangssignalen die Wegauflösung lediglich ein Viertel der Strichperiode.
• Um eine verbesserte Wegauflösung zu ermöglichen, können auch im Wesentlichen wellenförmige Ausgangssignale erzeugt werden, beispielsweise basierend auf einer Intensität einer erfassten Strahlung. Idealerweise können z.B. die Ausgangssignale der Messeinrichtung sinus- und kosinusförmig sein.
• Idealerweise kann z.B. ein erstes Ausgangssignal durch folgende Formel beschrieben werden $$\text{A}=\text{sin}\left(\text{s}/\text{l}\times \text{2}\times \mathrm{\pi }\right)$$

  

  und ein weiteres Ausgangssignal $$\text{B}=\text{cos}\left(\text{s}/\text{l}\times \text{2}\times \mathrm{\pi }\right)$$

  
• Hierbei bezeichnet s eine zurückgelegte Strecke und I die Periodenlänge. Die Periodenlänge kann dem (Winkel-)Abstand entlang der Strecke vom Beginn einer Marke bis zum Beginn der nächsten Marke entsprechen.
• Trägt man unter Idealbedingungen, also ohne die nachfolgend noch näher erläuterten Offset-, Amplituden- und Phasenfehler, erfasste Signalwerte A und B gegeneinander auf, beispielsweise indem Werte des ersten Ausgangssignals A als Abszissenwerte und die korrespondierende Werte des weiteren Ausgangssignale B als Ordinatenwerte von Punkten aufgetragen werden, so liegen die aufgetragenen Punkte auf einem Kreis, welcher konzentrisch zum Ursprung ist. Ein vollständiger Umlauf um dem Kreis wird erzeugt, wenn der Lesekopf, der die Signale A, B erzeugt, die Strecke von einer Periodenlänge zurücklegt. Eine Bewegungsrichtung des Lesekopfs legt die Umlaufrichtung fest, also eine Richtung im oder entgegen dem Uhrzeigersinn. Eine genaue Auswertung der Position innerhalb einer Periodenlänge kann nun durch Ermittlung einer Phasenlage phi bezüglich der Signalachsen erfolgen. Die Phasenlage berechnet sich hierbei insbesondere als $$\text{phi}=\text{atan2}\left(\text{A}\text{, B}\right)$$

  
• Somit berechnet sich eine interpolierte Position innerhalb einer Strichperiode des Strichmaßstabes als $$\text{s}=\left(\text{atan2}\left(\text{A}\text{, B}\right)\times \text{l}\right)/\left(2\times \mathrm{\pi }\right)$$

  
• Hierbei bezeichnet atan2 ein zur bekannten atan-Funktion äquivalente Funktion, allerdings mit einer Periodizität von 2 × π.
• Eine Genauigkeit, mit der nun die interpolierte Position innerhalb einer Periode des Maßstabes ermittelt werden kann, hängt dann ebenfalls von der digitalen Auflösung, die beispielsweise durch einen A/D-Wandler festgelegt ist, ab. Bei Strichmaßstäben einer Periodenlänge von I = 40 µm können beispielsweise Auflösungen im Sub-Mikrometer-Bereich erreicht werden.
• Die bisher beschriebene Positionsbestimmung führt allerdings nur dann zu einem korrekten Ergebnis, wenn die erzeugten Ausgangssignale die gleiche Amplitude und keinen von Null verschiedenen Offset-Wert aufweisen sowie exakt 90° zueinander phasenverschoben sind.
• Aufgrund von Toleranzen sowie der mechanischen Anordnung der Erfassungseinrichtungen im Lesekopf ist in der Regel jedoch keine der genannten Anforderungen an die Ausgangssignale erfüllt.
• So können Ausgangssignale mit voneinander verschiedenen Amplituden erzeugt werden. Diese können zu einer zweiwelligen Positionsabweichung von einem Idealwert innerhalb einer Periode führen.
• Ist ein oder sind beide Ausgangssignale nicht offsetfrei, so kann dies zu einer einwelligen Positionsabweichung innerhalb einer Periode führen.
• Von 90° verschiedene Phasenverschiebungen zwischen den Ausgangssignalen können zweiwellige Positionsabweichungen von einer Idealposition innerhalb einer Strichperiode bewirken.
• Um die durch eine von 90° verschiedene Phasenverschiebung verursachten Fehler bei der Positionsbestimmung zu minimieren, ist bekannt, die Erfassungseinrichtungen im Lesekopf mechanisch genau auszurichten. Diese Ausrichtung ist jedoch zeitlich aufwendig.
• Weiter ist zur Lösung bekannt, Messsysteme mit einer geringeren Periodenlänge zu nutzen, die jedoch preislich deutlich teurer sind.
• Auch bekannt sind Verfahren zur Unterdrückung systematischer Fehler von inkrementellen Lagegebern. So beschreibt die DE 100 36 090 A1 ein Verfahren zur Unterdrückung systematischer Fehler von inkrementellen Positions- oder Drehwinkelgebern mit mindestens zwei um einen Phasenwinkel verschobenen, näherungsweise sinusförmigen Spursignalen. Hierbei wird die Länge des durch die Spursignale beschriebenen komplexen Zeigers mit dem Sinus oder Kosinus des doppelten Winkels, der durch die aktuelle Lage innerhalb einer Periode der Spursignale festgelegt ist, gewichtet. Mit den so bestimmten Größen wird mittels eines Rechenwerkes eine Korrektur der Amplitudenfehler und Winkelfehler vorgenommen.
• Die DE 10 2004 038 621 B3 offenbart ein Ermittlungsverfahren für ein Lagesignal, wobei aus den Messsignalen unter Heranziehung von Korrekturwerten korrigierte Signale ermittelt werden, wobei die Korrekturwerte zwei Offsetkorrekturwerte, mindestens einen Amplitudenkorrekturwert, mindestens einen Phasenkorrekturwert für die Messsignale umfassen können.
• Die DE 101 63 504 A1 offenbart ein Verfahren mit einem geschlossenen Regelkreis, der nach einigen Iterationen einer Fourieranalyse ein annähernd exaktes Ergebnis für gewünschte Korrekturwerte liefert, die zur iterativen Fehlerkompensation von Sinus/Kosinus-Lagemesssystemen nach Offset-, Amplituden- und Phasenfehlern genutzt werden können.
• Die DE 199 14 447 A1 offenbart ein selbstkalibrierendes Positionsmesswandlersystem, wobei Messwandlersignale unter Verwendung von Kalibrierungswerten korrigiert werden.
• Die WO 2016 174 433 A1 offenbart ein Verfahren zur Bestimmung des zyklischen Fehlers eines Messgebers, der dazu eingerichtet ist, die Position eines relativ beweglichen Teils einer Vorrichtung zu messen, an dem eine Untersuchungsapparatur angebracht ist, die dazu dient, Artefakte zu untersuchen.
• Die nachveröffentlichte DE 10 2017 202 217 A1 offenbart ein Verfahren zur Korrektur mindestens eines Ausgangssignals einer Messeinrichtung, wobei die Messeinrichtung ein erstes wellenförmiges Ausgangssignal und mindestens ein weiteres wellenförmiges Ausgangssignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Phasenkorrekturwert in Abhängigkeit eines Signalverlaufs des ersten und des weiteren Ausgangssignals über mindestens eine Periode eines der Ausgangssignale bestimmt oder berechnet wird, wobei eine Phasenlage mindestens eines der Ausgangssignale in Abhängigkeit des Phasenkorrekturwerts korrigiert wird.
• Die nachveröffentlichte DE 10 2017 202 218 A1 offenbart ein Verfahren zur Korrektur mindestens eines Ausgangssignals einer Messeinrichtung, wobei die Messeinrichtung ein erstes wellenförmiges Ausgangssignal und mindestens ein weiteres wellenförmiges Ausgangssignal erzeugt, wobei in Abhängigkeit des ersten Ausgangssignals und des weiteren Ausgangssignals eine Amplitudenkorrektur und/oder eine Offsetkorrektur und/oder eine Phasenkorrektur des ersten und/oder des weiteren Ausgangssignals durchgeführt wird, wobei ein Messbereich der Messeinrichtung in mindestens zwei Teilbereiche unterteilt wird, wobei eine teilbereichsspezifische Amplitudenkorrektur und/oder eine teilbereichsspezifische Offsetkorrektur und/oder eine teilbereichsspezifische Phasenkorrektur des ersten und/oder des weiteren Ausgangssignals durchgeführt wird.
• Die obigen Angaben zum Stand der Technik und die zitierten Druckschriften beschreiben allesamt Verfahren, die grundsätzlich aufwendig oder kostenintensiv sind, oder die darauf zielen, analoge Ausgangssignale, die in der Folge zur Bestimmung/Berechnung einer Position verwendet werden, zur Korrektur von Amplituden- und/oder Offset- und/oder Phasenfehlern anzupassen.
• Es stellt sich das technische Problem, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Korrektur mindestens eines gemessenen Positionswerts einer Messeinrichtung zu schaffen, die eine zeitlich schnelle und mit wenig Rechenaufwand durchführbare und dabei genaue Korrektur ermöglichen.
• Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 14. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Korrektur eines gemessenen Positionswerts einer Messeinrichtung. Die Messeinrichtung erzeugt ein erstes wellenförmiges Ausgangssignal und mindestens ein weiteres wellenförmiges Ausgangssignal, wobei der gemessene Positionswert in Abhängigkeit des ersten wellenförmigen Ausgangssignals und/oder des mindestens einen weiteren wellenförmigen Ausgangssignals bestimmt, insbesondere berechnet, wird. Die Messeinrichtung kann insbesondere eine Wegmesseinrichtung, weiter insbesondere eine inkrementelle Wegmesseinrichtung sein. Alternativ kann die Messeinrichtung eine inkrementelle Winkelmesseinrichtung sein.
• Wie einleitend beschrieben, kann die Messeinrichtung eine Maßeinrichtung, insbesondere ein Strichmaß, insbesondere in Form eines Maßbandes, umfassen, wobei die Maßeinrichtung erfassbare Marken aufweist. Unmittelbar benachbarte Marken können, wie vorhergehend erläutert, mit einer vorbestimmten Periodenlänge auf oder in der Maßeinrichtung voneinander beabstandet angeordnet sein.
• Die Messeinrichtung kann hierbei einen verfahrbaren Lesekopf umfassen. Die Messeinrichtung, insbesondere der Lesekopf, kann weiter mindestens eine, vorzugsweise jedoch genau oder mindestens zwei, Erfassungseinrichtung(en) zum Erfassen oder Detektieren der Marken umfassen, die beim Verfahren der Erfassungseinrichtung(en) entlang der Maßeinrichtung Ausgangssignale erzeugen. Verschiedene Messprinzipien sind hierbei anwendbar. Insbesondere kann jedoch die Messeinrichtung eine optische Messeinrichtung sein, wobei die Erfassungseinrichtungen optische Erfassungseinrichtungen zur Erzeugung der Ausgangssignale sind.
• Die Messeinrichtung ist somit derart ausgebildet, dass diese, insbesondere beim Verfahren der mindestens einen Erfassungseinrichtung entlang der Maßeinrichtung, ein erstes wellenförmiges Ausgangssignal und mindestens ein weiteres wellenförmiges Ausgangssignal erzeugt. Die beim Verfahren erzeugten Ausgangssignale können hierbei mit einer von Null verschiedenen Phasenverschiebung relativ zueinander phasenverschoben sein. Insbesondere kann das erste wellenförmige Ausgangssignal derart phasenverschoben zum weiteren Ausgangssignal sein, dass das erste Ausgangssignal bei einer ersten Bewegungsrichtung des/der Erfassungseinrichtung(en) dem weiteren Ausgangssignal vorauseilt und bei einer der ersten Bewegungsrichtung entgegengesetzten Bewegungsrichtung dem weiteren Ausgangssignal nacheilt.
• Idealerweise beträgt die Phasenverschiebung zwischen den Ausgangssignalen 90°. Aufgrund der einleitend erläuterten Fehler kann jedoch die Phasenverschiebung von 90° abweichen.
• Ein wellenförmiges Signal kann insbesondere ein im Wesentlichen sinusförmiges Signal bezeichnen. Selbstverständlich ist es jedoch möglich, dass ein wellenförmiges Signal neben einer Grundschwingung auch sogenannte Oberwellenanteile umfasst oder aufweist.
• Ein wellenförmiges Ausgangssignal kann hierbei eine Amplitude aufweisen, wobei die Amplitude einen Maximalwert des offsetfreien Ausgangssignals bezeichnet oder die Hälfte der Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert des Ausgangssignals. Gegenüber einem anderen wellenförmigen Ausgangssignal kann das wellenförmige Ausgangssignal eine abweichende Amplitude aufweisen, wie bereits oben erläutert.
• Weiter kann das Ausgangssignal einen von Null verschiedenen Offset aufweisen.
• Wird anhand mindestens eines wellenförmigen Ausgangssignals, das bezüglich der Phase und/oder der Amplitude und/oder des Offsets fehlerhaft ist, ein Positionswert ermittelt und/oder berechnet, so weicht der ermittelte und/oder gemessene Positionswert von dem wahren Positionswert ab. Mit anderen Worten erzeugt ein fehlerhaftes Ausgangssignal zwangsläufig einen fehlerhaften gemessenen Positionswert.
• Der gemessene Positionswert kann hierbei im Falle von zwei wellenförmigen Ausgangssignalen, die durch die Messeinrichtung ausgegeben werden, insbesondere nach Formel 4 berechnet werden.
• In dem Verfahren kann ein Verlauf des ersten und des weiteren Ausgangssignals über mindestens eine Periode des ersten Ausgangssignals und/oder des weiteren Ausgangssignals erfasst werden. Hierbei wird eine Periode eines Ausgangssignals erzeugt, wenn die mindestens eine Erfassungseinrichtung um eine Periodenlänge entlang der Maßeinrichtung mit einer konstanten Bewegungsrichtung verfahren wird. Vorzugsweise wird ein Verlauf der Ausgangssignale über mehrere Perioden des ersten Ausgangssignals und/oder des weiteren Ausgangssignals erfasst. Hierzu kann die mindestens eine Erfassungseinrichtung der Messeinrichtung, insbesondere der Lesekopf, entlang der Maßeinrichtung bewegt werden.
• Erfindungsgemäß wird ein Positionskorrekturwert, insbesondere ein Betrag des Positionskorrekturwerts und/oder ein Vorzeichen des Positionskorrekturwerts, in Abhängigkeit des gemessenen Positionswerts bestimmt, insbesondere berechnet.
• Diese Bestimmung des Positionskorrekturwerts kann hierbei eine analytische Berechnung sein. Die Berechnung kann alternativ oder zusätzlich anhand eines empirisch ermittelten Verfahrens, insbesondere mit empirisch ermittelten Parametern, durchgeführt werden, das insbesondere entweder hinsichtlich der Messeinrichtung typspezifisch und/oder gerätspezifisch ist, also entweder auf die Modellreihe oder auf das einzelne Modell der Messeinrichtung oder auf Komponenten, die innerhalb des einzelnen Modells verwendet werden, spezifisch angepasst ist.
• Die Bestimmung des Positionskorrekturwerts kann weiterhin iterativ und/oder in mehreren Schritten erfolgen. Ein erster Schritt kann zum Beispiel die Ermittlung eines Positionskorrekturwerts sein, der in einer Datenbank, insbesondere einer Look-Up-Tabelle, gespeichert wird. Ein zweiter Schritt kann eine Korrektur des Positionskorrekturwerts selbst sein, zum Beispiel aufgrund veränderter Umgebungsbedingungen. Ein solcher Schritt kann mehrmals durchlaufen werden. Auch kann der Positionskorrekturwert als sogenannte Closed-Form Solution (geschlossene Lösung) berechnet werden.
• Der Positionskorrekturwert kann als Ausgangswert (Funktionswert oder Ausgangsgröße) einer analytischen und/oder empirischen ermittelten Funktion bestimmt werden, wobei Funktionsargumente (Eingangsgrößen) der Funktion mindestens ein wellenförmiges Ausgangssignal, insbesondere dessen Signalwerte, und/oder ein in einem vorangegangenen Schritt bereits manipulierter, insbesondere korrigierter Positionswert und/oder ein unkorrigierter, insbesondere gemessener Positionswert sein können.
• Weiter kann der Positionskorrekturwert auch in Abhängigkeit eines Offsetkorrekturwerts, eines Amplitudenkorrekturwerts und/oder eines Phasenkorrekturwerts bestimmt werden. Diese Korrekturwerte können z.B. Argumente der Funktion sein. Auch können diese Korrekturwerte in Abhängigkeit des gemessenen Positionswerts bestimmt werden, z.B. aus einer Tabelle ausgelesen werden. Die genannten Korrekturwerte werden hierbei insbesondere in Abhängigkeit mindestens eines offset- und/oder amplituden- und/oder phasenfehlerbehafteten Ausgangssignals bestimmt. Die Schritte, die zur Bestimmung der genannten Korrekturwerte notwendig sind, werden in DE 10 2017 202 217 und DE 10 2017 202 218 beschrieben.
• Der Positionskorrekturwert kann weiterhin wie bereits erwähnt in Abhängigkeit von oder aus den Signalwerten der wellenförmigen Ausgangssignale bestimmt werden oder von Eigenschaften der Ausgangssignale abhängen. Hierbei kann es sich um unkorrigierte oder um, insbesondere mittels eines Amplitudenkorrekturwerts und/oder mittels eines Offsetkorrekturwerts und/oder mittels eines Phasenkorrekturwerts, korrigierte Ausgangssignale handeln.
• Ein Amplitudenkorrekturwert kann hierbei dazu dienen, die Amplitude eines Ausgangssignals auf einen vorbestimmten Wert, beispielsweise auf den Wert 1, zu normieren. Allgemein dient er dazu, eine Amplitudenkorrektur durchzuführen. Insbesondere kann ein Amplitudenkorrekturwert eines Ausgangssignals bestimmt werden, wobei Werte des amplitudenkorrigierten Ausgangssignals dann durch eine Division der Werte des amplitudenunkorrigierten Ausgangssignals durch den Amplitudenwert bestimmt werden. Ein Amplitudenkorrekturwert kann entweder signalspezifisch sein, das heißt, er kann sich auf ein bestimmtes Ausgangssignal beziehen, oder signalunspezifisch sein, sich also auf eine Vielzahl von Ausgangssignalen, vorzugsweise zwei, beziehen. Der Amplitudenkorrekturwert kann hierbei einem Amplitudenfehler der Ausgangssignale entsprechen.
• Ein Offsetkorrekturwert kann hierbei dazu dienen, einen Offset eines Ausgangssignals auf den Wert Null zu korrigieren. Allgemein dient er dazu, eine Offsetkorrektur durchzuführen.
• Insbesondere kann ein Offset eines Ausgangssignals bestimmt werden und dann durch eine Subtraktions- oder Additionsoperation von den Werten des Ausgangssignals abgezogen werden. Ein Offsetkorrekturwert kann entweder signalspezifisch sein, das heißt, er kann sich auf ein bestimmtes Ausgangssignal beziehen, oder signalunspezifisch sein, sich also auf eine Vielzahl von Ausgangssignalen, vorzugsweise zwei, beziehen. Der Offsetkorrekturwert kann einem Offsetfehler in den Ausgangssignalen entsprechen.
• Ein Phasenkorrekturwert kann hierbei dazu dienen, ein oder mehrere Ausgangssignal/-e derart zu korrigieren, dass eine Phasenverschiebung zwischen den phasenkorrigierten Ausgangssignalen 90° beträgt. Allgemein dient er dazu, eine Phasenkorrektur durchzuführen. Insbesondere kann ein Phasenkorrekturwert als Summand vorliegen, mit dem ein Phasenwinkel summiert wird. Ein Phasenkorrekturwert kann entweder signalspezifisch sein, das heißt, er kann sich auf ein bestimmtes Ausgangssignal beziehen, oder signalunspezifisch sein, sich also auf eine Vielzahl von Ausgangssignalen, vorzugsweise zwei, beziehen. Der Phasenkorrekturwert kann einem Phasenfehler in den Ausgangssignalen entsprechen.
• Weiter wird in Abhängigkeit des Positionskorrekturwerts eine Korrektur des gemessenen Positionswerts vorgenommen. Es ist hierbei möglich, dass der Positionskorrekturwert in einem Kalibrierungsdurchgang der Messeinrichtung bestimmt wird. In dem Kalibrierungsdurchgang kann die mindestens eine Erfassungseinrichtung entlang der Maßeinrichtung verschoben werden, um Ausgangssignale zu erzeugen, wobei im Anschluss der gemessene Positionswert und mithilfe von diesem ein Positionskorrekturwert ermittelt wird. Zur Laufzeit der Messeinrichtung, insbesondere in einem Messbetrieb, kann dann in Abhängigkeit dieses, insbesondere gespeicherten, Positionskorrekturwerts die erläuterte Korrektur des gemessenen Positionswerts durchgeführt werden.
• Allerdings ist es auch möglich, den Positionskorrekturwert zur Laufzeit, insbesondere im Messbetrieb, zu bestimmen. Auch zur Laufzeit werden Ausgangssignale erzeugt und können somit zur Berechnung des gemessenen Positionswerts genutzt werden, wobei dieser dann zur Berechnung des Positionskorrekturwerts genutzt wird. In Abhängigkeit des derart bestimmten Positionskorrekturwerts kann dann der gemessene Positionswert korrigiert werden.
• Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine zeitlich schnelle und mit wenig Rechenaufwand oder/und Schaltungsaufwand realisierbare Korrektur eines gemessenen Positionswerts der Messeinrichtung.
• In einer weiteren Ausführungsform wird eine Messstrecke der Messeinrichtung in mindestens zwei, vorzugsweise jedoch in mehr als zwei, Teilbereiche unterteilt, wobei der Positionskorrekturwert in Abhängigkeit eines Teilbereichs bestimmt wird. So kann eine teilbereichsspezifische Korrektur des gemessenen Positionswerts durchgeführt werden. Mit anderen Worten werden für gemessene Positionswerte, die verschiedenen Teilbereichen des Messbereichs zugeordnet sind, teilbereichsspezifische Korrekturen mittels verschiedener, teilbereichsspezifischer Positionskorrekturwerte durchgeführt.
• Ein Teilbereich kann hierbei einen Abschnitt der Maßeinrichtung mit mindestens einer Periodenlänge umfassen. Mit anderen Worten kann ein Teilbereich des Messbereichs einen Bereich umfassen, in dem mindestens eine Periode eines Ausgangssignals erzeugt wird, wenn die mindestens eine Erfassungseinrichtung mit einer konstanten Bewegungsrichtung entlang des Teilbereichs bewegt wird. Vorzugsweise umfasst ein Teilbereich jedoch mehrere Periodenlängen bzw. werden mehrere Perioden des Ausgangssignals beim Verfahren entlang des Teilbereichs erzeugt.
• Eine teilbereichsspezifische Korrektur des gemessenen Positionswerts ist vorteilhaft, da es vorkommen kann, dass in verschiedenen Teilbereichen des Messbereichs verschiedene Fehler auftreten. Solche teilbereichsspezifischen Fehler beeinflussen den gemessenen Positionswert jeweils individuell in Abhängigkeit des jeweils zugehörigen Teilbereichs.
• Es ist möglich, dass ein teilbereichsspezifischer Positionskorrekturwert in Abhängigkeit mindestens eines teilbereichsspezifischen Offsetkorrekturwerts und/oder mindestens eines teilbereichsspezifischen Amplitudenkorrekturwerts und/oder mindestens eines teilbereichsspezifischen Phasenkorrekturwerts bestimmt wird, wobei diese Korrekturwerte auch zusätzlich eine Abhängigkeit von dem gemessenen Positionswert bestimmt werden können.
• Es ist hierbei möglich, dass die teilbereichsspezifischen Positionskorrekturwerte oder die teilbereichsspezifischen Korrekturwerte in einem Kalibrierungsdurchgang, der beispielsweise vor der Inbetriebnahme der Messeinrichtung oder vor einer Messung erfolgen kann, über den gesamten Messbereich oder über einen Teil des Messbereichs hinweg bestimmt und gespeichert werden, beispielsweise in einer Speichereinrichtung der Messeinrichtung. Hierbei kann ein Abstand von Stützstellen, an denen die Positionskorrekturwerte bestimmt werden, kleiner als oder gleich 1/20 der Periodenlänge sein.
• Es können hierbei mindestens zwei, vorzugsweise mehr als zwei, Teilbereiche des Messbereichs bestimmt werden. Diese Teilbereiche können voneinander verschieden sein. Allerdings ist es möglich, dass entlang des Messbereichs aufeinander folgende Teilbereiche sich überlappen. Alternativ ist es möglich, dass voneinander verschiedene Teilbereiche entlang einer konstanten Bewegungsrichtung durch den Messbereich unmittelbar aneinander angrenzen.
• Weiter können die Verläufe eines ersten und eines weiteren wellenförmigen Ausgangssignals in jedem dieser Teilbereiche bestimmt werden und für jeden Teilbereich der gemessene Positionswert und in Abhängigkeit von diesem dann ein Positionskorrekturwert bestimmt werden, insbesondere in einem Kalibrierungsdurchgang. Somit kann, insbesondere zur Laufzeit, eine teilbereichsspezifische Positionskorrektur der gemessenen Positionswerte in Abhängigkeit eines gespeicherten, teilbereichsspezifischen Positionskorrekturwerts durchgeführt werden. Durch die erläuterte teilbereichsspezifische Korrektur des gemessenen Positionswerts wird über den gesamten Messbereich oder über einen Teil des Messbereichs eine genauere und verbesserte Positionsbestimmung ermöglicht.
• In einer weiteren Ausführungsform wird ein Teilbereich in Abhängigkeit des gemessenen Positionswerts bestimmt. Die Bestimmung eines Teilbereichs anhand des gemessenen Positionswerts ermöglicht eine einfache und schnelle Bestimmung des Teilbereichs. Somit kann, insbesondere zur Laufzeit, ein aktueller Teilbereich identifiziert werden. Der aktuelle Teilbereich kann insbesondere einen Teilbereich des Messbereichs bezeichnen, in dem sich die Messeinrichtung aktuell befindet. Hierzu kann die Vorrichtung mindestens eine Einrichtung und/oder ein rechnerisches Verfahren zur Identifizierung eines Teilbereichs umfassen.
• Sofern der teilbereichsspezifische Positionskorrekturwert als Ausgangswert (Funktionswert oder Ausgangsgröße) einer analytischen und/oder empirisch ermittelten Funktion bestimmt wird und als Funktionsargumente (Eingangsgrößen) ein Offsetkorrekturwert und/oder ein Amplitudenkorrekturwert und/oder ein Phasenkorrekturwert dienen, ermöglicht die Identifizierung des Teilbereichs weiterhin, teilbereichsspezifische Funktionsargumente zu verwenden. Mit anderen Worten können dann ein teilbereichsspezifischer Offsetkorrekturwert und/oder ein teilbereichsspezifischer Amplitudenkorrekturwert und/oder ein teilbereichsspezifischer Phasenkorrekturwert jeweils als Funktionsargument verwendet werden.
• In einer weiteren Ausführungsform wird der Positionskorrekturwert als Differenz zwischen einem synthetischen fehlerfreien Positionswert und einem synthetischen fehlerbehafteten Positionswert bestimmt, wobei die Differenz oder Anteile davon in Abhängigkeit von synthetischen fehlerfreien Ausgangssignalen und synthetischen fehlerbehafteten Ausgangssignalen bestimmt wird/werden, wobei die synthetischen fehlerfreien und die fehlerbehafteten Ausgangssignale in Abhängigkeit des gemessenen Positionswerts bestimmt, insbesondere berechnet, werden. Diese synthetischen Ausgangssignale können dem gemessenen Positionswert zugeordneten Ausgangssignale sein. Sie sind aber nicht die von der Messeinrichtung erzeugten Ausgangssignale.
• Mit anderen Worten kann der Positionskorrekturwert in Abhängigkeit mindestens eines synthetischen fehlerfreien Ausgangssignals und eines synthetischen offset- und/oder amplituden- und/oder phasenfehlerbehafteten Ausgangssignals bestimmt werden. Die Differenz Delta_s(s) zwischen dem synthetischen fehlerfreien Positionswert s_ideal und dem synthetischen fehlerbehafteten Positionswert s_real an dem gemessenen Positionswert s kann wie folgt dargestellt werden: $$\text{Delta\_s}\left(\text{s}\right)=\text{s\_ideal}=\text{s\_real}=-\text{k}\left(\text{s}\right),$$

  
• Diese Differenz Delta_s(s) kann dem Positionskorrekturwert mit umgekehrtem Vorzeichen entsprechen. Hierbei kann der synthetische fehlerfreie Positionswert s_deal und/oder der synthetischen fehlerbehaftete Positionswert s in Abhängigkeit des gemessenen Positionswert bestimmt, insbesondere berechnet, werden.
• Der synthetische fehlerfreie Positionswert s_deal kann berechnet werden, wobei zur Berechnung ideale, also ein der gemessenen Position s zugeordnetes synthetisches fehlerfreies erstes und zweites wellenförmiges Ausgangssignal A_ideal, B_ideal genutzt werden. Diese synthetischen fehlerfreien Ausgangssignale A_ideal, B_ideal können analytisch in Abhängigkeit des gemessenen Positionswerts s bestimmt werden.
• Ein synthetisches fehlerfreies erstes Ausgangssignal kann z.B. in Abhängigkeit einer Phasenlage Phi_real bestimmt werden, wobei die Phasenlage Phi_real in Abhängigkeit des aus den erzeugten Ausgangssignalen berechneten Positionswerts, also des gemessenen Positionswerts, bestimmt wird. Die Phasenlage Phi_real kann durch eine Division des gemessenen Positionswerts durch die Periodenlänge bestimmt werden. Insbesondere kann das synthetische fehlerfreie erste Ausgangssignal als Sinuswert dieser Phasenlage bestimmt werden, also gemäß: $$\text{A\_ideal}\left(\text{s}\right)=\text{sin}\left(\text{s}/\text{l}\times \text{2}\times \mathrm{\pi }\right)=\text{sin}\left(\text{Phi\_real}\right),$$

  
• Ein synthetisches fehlerfreies zweites Ausgangssignal kann ebenfalls in Abhängigkeit dieser Phasenlage Phi_real bestimmt werden. Insbesondere kann das synthetische fehlerfreie zweite Ausgangssignal als Kosinuswert dieser Phasenlage bestimmt werden, also gemäß $$\text{B\_ideal}\left(\text{s}\right)=\text{cos}\left(\text{s}/\text{l}\times \text{2}\times \mathrm{\pi }\right)=\text{cos}\left(\text{Phi\_real}\right).$$

  
• Eine Berechnungsmöglichkeit für Phasenlage Phi_real stellt die folgende Formel 8 dar, wobei hierbei ein zusätzlicher Phasenkorrektursummand PhaseCorr hinzugefügt ist, dessen Funktion es ist, eine Korrektur der Phasenlage des Nullimpulses bezüglich jedes der beiden wellenförmigen Eingangssignale A, B zu beschreiben. $$\text{Phi\_real}\left(\text{s}\right)=\text{modulo}\left(\text{s}\text{, l}\right)/\text{l}\times \text{2}\times \mathrm{\pi }+\text{PhaseCorr}\text{.}$$

  
• Der Phasenkorrektursummand PhaseCorr korrigiert die Phasenlage Phi_real insofern, als dass sich die aktuelle Position der mindestens einen Erfassungseinrichtung entlang der Maßeinrichtung während einer Messung oder während eines Kalibrierungsdurchgangs auf einen Nullpunkt oder Referenzpunkt beziehen kann, der nicht zwangsläufig bei einem Nulldurchgang des einen und/oder des weiteren wellenförmigen Ausgangssignals A_real und/oder B_real liegen muss.
• Ein synthetisches offset- und amplitudenfehlerbehaftetes Ausgangssignal kann in Abhängigkeit des Offsetkorrekturwerts und des Amplitudenkorrekturwerts bestimmt werden, z.B. indem ein ausgangssignalspezifischer Offsetkorrekturwert zu dem synthetischen fehlerfreien Ausgangssignal addiert wird und die Summe mit dem Amplitudenkorrekturwert multipliziert wird. Ein synthetisches offset- und phasenfehlerbehaftetes Ausgangssignal kann in Abhängigkeit des Offsetkorrekturwerts und des Phasenkorrekturwerts bestimmt werden, z.B. indem ein ausgangssignalspezifischer Offsetkorrekturwert zu dem phasenfehlerbehafteten Ausgangssignal addiert wird, wobei das phasenfehlerbehaftete Ausgangssignal insbesondere als Sinuswert oder Kosinuswert einer fehlerbehafteten Phasenlage bestimmt werden, wobei die fehlerbehaftete Phasenlage als Summe aus oder Differenz zwischen der vorhergehend erläuterten Phasenlage, die in Abhängigkeit des gemessenen Positionswerts bestimmt wird, und einem (skalierten) Phasenkorrekturwert bestimmt wird. Ein synthetisches amplituden- und phasenfehlerbehaftetes Ausgangssignal kann in Abhängigkeit des Amplitudenkorrekturwerts und des Phasenkorrekturwerts bestimmt werden, z.B. indem das phasenfehlerbehafteten Ausgangssignal mit dem Amplitudenkorrekturwert multipliziert wird. Ein synthetisches offset- und amplituden- und phasenfehlerbehaftetes Ausgangssignal kann in Abhängigkeit des Offsetkorrekturwerts, des Amplitudenkorrekturwerts und des Phasenkorrekturwerts bestimmt werden, z.B. indem ein ausgangssignalspezifischer Offsetkorrekturwert zu dem phasenfehlerbehafteten Ausgangssignal addiert wird und die Summe mit dem Amplitudenkorrekturwert multipliziert wird. Insbesondere kann der Korrekturwert k_fast(s) als Differenz zwischen einem in Abhängigkeit der synthetischen fehlerfreien Ausgangssignale bestimmten Positionswert und einem in Abhängigkeit eines synthetischen offset- und/oder amplituden- und/oder phasenfehlerbehafteten Ausgangssignals bestimmt werden, z.B. gemäß $$\begin{array}{l}\text{k\_fast}\left(\text{s}\right)=-\text{Delta\_s\_fast}\left(\text{s}\right)=(\text{atan2}\left(\text{A\_ideal}\left(\text{s}\right),\text{ B\_ideal}\left(\text{s}\right)\right)-\text{atan2}(\text{A\_real}\text{.fast}\left(\text{s}\right),\\ \text{B\_real}\text{.fast}\left(\text{s}\right)))\times \text{l/}\left(2\times \mathrm{\pi }\right).\end{array}$$

  

  wobei $$\text{A\_real}\text{.fast}\left(\text{s}\right)=\text{sin}\left(\text{Phi\_real}\left(\text{s}\right)-\text{phaseErr}\left(\text{s}\right)/2\right)+\text{A\_Offset}\left(\text{s}\right)$$

  

  $$\text{B\_real}\text{.fast}\left(\text{s}\right)=\left(\text{cos}\left(\text{Phi\_real}\left(\text{s}\right)+\text{phaseErr}\left(\text{s}\right)/2\right)+\text{A\_Offset}\left(\text{s}\right)\right)\times \text{V\_BzuA}$$

  
• Weiterhin ist eine Bestimmung des Positionskorrekturwerts mithilfe von empirisch ermittelten, insbesondere empirisch ermittelte Parameter umfassenden und/oder numerischen und/oder iterativen Berechnungsvorschriften und/oder -verfahren möglich, die Abhängigkeiten vom gemessenen Positionswert und von einem für den gemessenen Positionswert synthetischen fehlerfreien Ausgangssignal und von einem synthetischen offset- und/oder amplituden- und/oder phasenfehlerbehafteten Ausgangssignal aufweisen. Vorteilhaft an der beschriebenen Ausführungsform ist, dass der Positionskorrekturwert anhand von vorhandenen bzw. zuvor bestimmten Größen in einfacher und wenig rechenintensiver Art und Weise bestimmt werden kann.
• Die Differenz kann alternativ auch in Abhängigkeit, insbesondere als Summe, von Differenz- und somit Korrekturwertanteilen bestimmt werden, wobei diese Anteile wiederum in Abhängigkeit von synthetischen fehlerfreien Ausgangssignalen und synthetischen fehlerbehafteten Ausgangssignalen bestimmt werden, die wiederum in Abhängigkeit des gemessenen Positionswerts bestimmt werden. Ein synthetisches fehlerbehaftetes Ausgangssignal kann hierbei ein offsetfehler- und/oder ein amplitudenfehler- und/oder ein phasenfehlerbehaftetes synthetisches Ausgangssignal sein. Insbesondere kann die Differenz in Abhängigkeit eines offsetspezifischen Korrekturwertanteils Delta_s_Offset(s), eines amplitudenspezifischen Korrekturwertanteils Delta_s_Amp(s) und/oder eines phasenspezifischen Korrekturwertanteils Delta_s_Phase(s), bestimmt werden, z.B. als Summe: $$\text{Delta\_s}\left(\text{s}\right)=\text{Delta\_s\_Offset}\left(\text{s}\right)+\text{Delta\_s\_Amp}\left(\text{s}\right)+\text{Delta\_s\_Phase}\left(\text{s}\right)$$

  
• Diese Bestimmung des Positionskorrekturwerts ermöglicht eine zuverlässige und einfache Korrektur des gemessenen Positionswerts. Ebenso eine teilbereichsspezifische Korrektur des gemessenen Positionswerts ist möglich. Aufgrund der Einfachheit sind der technische Aufwand zur Realisierung und die benötigte Rechenleistung gering.
• Die Bestimmung der einzelnen Differenzanteile kann in Abhängigkeit von synthetischen fehlerfreien Ausgangssignalen A_ideal(s) und B_ideal(s) und in Abhängigkeit von vorbekannten Offset- und/oder Amplituden- und/oder Phasenfehlern erfolgen. Auch können ein Offsetkorrekturwert und/oder ein Phasenkorrekturwert und/oder ein Amplitudenkorrekturwert zur Bestimmung der Differenzanteile genutzt werden. Dieser Sachverhalt wird nachfolgend erläutert.
• In einer weiteren Ausführungsform wird ein synthetisches fehlerbehaftetes Ausgangssignal in Abhängigkeit eines Korrekturwerts bestimmt. Insbesondere kann ein synthetisches offsetfehlerbehaftetes Ausgangssignal in Abhängigkeit des Offsetkorrekturwerts und/oder ein synthetisches amplitudenfehlerbehaftetes Ausgangssignal in Abhängigkeit des Amplitudenkorrekturwerts und/oder ein synthetisches phasenfehlerbehaftetes Ausgangssignal in Abhängigkeit eines Phasenkorrekturwerts bestimmt werden.
• Ein synthetisches offsetfehlerbehaftetes Ausgangssignal A_real_Offset(s), B_real_Offset(s) kann insbesondere als Summe des synthetischen fehlerfreien Ausgangssignals und des signalspezifischen Offsetkorrekturwerts bestimmt werden. Ein synthetisches amplitudenfehlerbehaftetes Ausgangssignal A_real_Amp(s), B_real_Amp(s) kann insbesondere als Produkt des synthetischen fehlerfreien Ausgangssignals und des signalspezifischen Amplitudenkorrekturwerts bestimmt werden. Ein synthetisches phasenfehlerbehaftetes Ausgangssignal A_real_Phase(s), B_real_Phase(s) kann insbesondere als Sinuswert oder Kosinuswert einer fehlerbehafteten Phasenlage bestimmt werden, wobei die fehlerbehaftete Phasenlage als Summe aus oder Differenz zwischen der vorhergehend erläuterten Phasenlage, die in Abhängigkeit des gemessenen Positionswerts bestimmt wird, und einem (skalierten) Phasenkorrekturwert bestimmt wird. So können beispielsweise folgenden Formeln zur Berechnung der von synthetischen fehlerbehafteten Ausgangssignalen A_real_Offset(s), B_real_Offset(s), A_real_Amp(s), B_real_Amp(s), A_real_Phase(s), B_real_Phase(s) genutzt werden: $$\text{A\_real\_Offset}\left(\text{s}\right)=\text{A\_ideal}\left(\text{s}\right)+\text{A\_Offset}\left(\text{s}\right)$$

  

  $$\text{B\_real\_Offset}\left(\text{s}\right)=\text{B\_ideal}\left(\text{s}\right)+\text{B\_Offset}\left(\text{s}\right)$$

  

  $$\text{A}\_\text{real\_Amp}\left(\text{s}\right)=\text{A\_ideal}\left(\text{s}\right)$$

  

  $$\text{B\_real\_Amp}\left(\text{s}\right)=\text{B\_ideal}\left(\text{s}\right)\times \text{V\_BzuA}\left(\text{s}\right)$$

  

  $$\text{A\_real\_Phase}\left(\text{s}\right)=\text{sin}\left(\text{Phi\_real}\left(\text{s}\right)-\text{phaseErr}\left(\text{s}\right)/2\right)$$

  

  $$\text{A\_real\_Phase}\left(\text{s}\right)=\text{cos}\left(\text{Phi\_real}\left(\text{s}\right)+\text{phaseErr}\left(\text{s}\right)/2\right),$$

  
• Für den offsetspezifischen Korrekturwertanteil Delta_s_Offset(s) gilt nun: $$\begin{array}{l}\text{Delta\_s\_Offset}\left(\text{s}\right)=(\text{atan2}\left(\text{A\_ideal}\left(\text{s}\right),\text{ B\_ideal}\left(\text{s}\right)\right)-\text{atan2}(\text{A\_real\_Offset}\left(\text{s}\right),\\ \text{B\_real\_Offset}\left(\text{s}\right)))\times \text{l/2}\times \mathrm{\pi }\end{array}$$

  
• Für den amplitudenspezifischen Korrekturwertanteil Delta_s_Amp(s) gilt: $$\begin{array}{l}\text{Delta\_s\_Amp}\left(\text{s}\right)=\left(\text{atan2}\left(\text{A\_ideal}\left(\text{s}\right),\text{ B\_ideal}\left(\text{s}\right)\right)-\text{atan2}\left(\text{A\_real\_Amp}\left(\text{s}\right),\text{ B\_real\_Amp}\left(\text{s}\right)\right)\right)\times \text{l}\\ \text{/2}\times \mathrm{\pi }\mathrm{.}\end{array}$$

  
• Für den phasenspezifischen Korrekturwertanteil Delta_s_Phase(s) gilt: $$\begin{array}{l}\text{Delta\_s\_Phase}\left(\text{s}\right)=(\text{atan2}\left(\text{A\_ideal}\left(\text{s}\right),\text{ B\_ideal}\left(\text{s}\right)\right)-\text{atan2}(\text{A\_real\_Phase}\left(\text{s}\right),\\ \text{B\_real\_Phase}\left(\text{s}\right)))\times \text{l/2}\times \mathrm{\pi }\mathrm{.}\end{array}$$

  
• Mithilfe von Formel 12 kann nun die Differenz Delta_s(s) zwischen dem synthetischen fehlerfreien Positionswert s_deal und dem synthetischen fehlerbehafteten Positionswert s_real berechnet werden, wobei diese dann zur Bestimmung des Korrekturwerts genutzt werden kann.
• Die Bestimmung des Positionskorrekturwerts und somit der korrigierten Position, oder, anders ausgedrückt, des korrigierten gemessenen Positionswerts mithilfe eines Offsetkorrekturwerts und/oder eines Amplitudenkorrekturwerts und/oder eines Phasenkorrekturwerts bietet eine genaue Korrektur des gemessenen Positionswerts, da die drei hauptsächlichen Fehlerquellen der Messeinrichtung durch die aufgezeigten Korrekturen in ihrer Wirkung weitgehend oder vollständig kompensiert werden können. Verfahren zur Offsetkorrektur und zur Amplitudenkorrektur und zur Phasenkorrektur bzw. zur Ermittlung eines Offsetkorrekturwerts, eines Amplitudenkorrekturwerts und eines Phasenkorrekturwerts sind aus DE 10 2017 202 217 A1 und aus DE 10 2017 202 218 A1 bekannt. Aufgrund der Einfachheit ist der technische Aufwand zur Realisierung gering.
• In einer weiteren Ausführungsform werden die synthetischen fehlerfreien Ausgangssignale A_ideal(s) und B_deal (s) analytisch berechnet. Mit anderen Worten können sie in Form von sogenannten Closed-Form Solutions (geschlossene Lösungen) berechnet werden. Eine analytische Berechnungsmöglichkeit wurde vorhergehend bereits erläutert, insbesondere in durch die Formel 6 und Formel 7 vorgestellt. Selbstverständlich sind auch weitere analytische Berechnungsmöglichkeiten möglich, zum Beispiel eine Überlagerung mehrerer trigonometrischer Funktionen oder eine Taylor-Reihe, eine Fourier-Reihe, eine rationale oder ganzrationale Funktion oder eine komplexe Exponentialfunktion.
• Als Alternative zu analytischen Verfahren können auch numerische und/oder iterative Verfahren genutzt werden, um dem gemessenen Positionswert zugeordnete fehlerfreie oder näherungsweise fehlerfreie synthetische Ausgangssignale zu generieren. Ein solches Verfahren könnte zum Beispiel ein Fit einer Wellenfunktion sein.
• Analytische Berechnungsverfahren bieten den Vorteil, dass sie ein schnelles und mit wenig Rechenaufwand zu ermittelndes Ergebnis hoher Genauigkeit für die für den gemessenen Positionswert fehlerfreien synthetischen Ausgangssignale liefern.
• In einer weiteren Ausführungsform ist/sind der Offsetkorrekturwert und/oder der Amplitudenkorrekturwert und/oder der Phasenkorrekturwert teilbereichsspezifisch.
• Wie bereits erwähnt, kann ein Messbereich der Messeinrichtung in mindestens zwei, vorzugsweise jedoch in mehr als zwei, Teilbereiche unterteilt werden. Der Teilbereich kann, wie vorhergehend erläutert, in Abhängigkeit des aus den erzeugten Ausgangssignalen gemessenen Positionswerts bestimmt werden.
• In einer weiteren Ausführungsform wird/werden der Offsetkorrekturwert und/oder der Amplitudenkorrekturwert und/oder der Phasenkorrekturwert in einem Kalibrierungsdurchgang bestimmt, wie bereits oben erwähnt.
• Die Ermittlung in einem Kalibrierungsdurchgang kann sich auf mindestens einen global genutzten Korrekturwert, also auf mindestens einen Korrekturwert, der für den gesamten Messbereich als gültig angenommen wird, als auch auf mindestens einen teilbereichsspezifischen Korrekturwert beziehen, dessen Gültigkeit in einem Teilbereich des Messbereichs angenommen wird. Dies kann insbesondere einen Offsetkorrekturwert und/oder einen Amplitudenkorrekturwert und/oder einen Phasenkorrekturwert und/oder einen Positionskorrekturwert betreffen. In dem Kalibrierungsdurchgang kann, wie vorhergehend erläutert, die mindestens eine Erfassungseinrichtung entlang der Maßeinrichtung bewegt werden, um Ausgangssignale zu erzeugen, wobei in Abhängigkeit der erzeugten Ausgangssignale dann der/die globale(-n) Korrekturwert(-e) oder der/die teilbereichsspezifische(-n) Korrekturwert(-e) bestimmt wird/werden.
• Der/die bestimmten Korrekturwert(-e) können abgespeichert werden, beispielsweise in einer Speichereinrichtung der Messeinrichtung, zwecks späterer Nutzung. Zur Laufzeit der Messeinrichtung, insbesondere in einem Messbetrieb, kann dann in Abhängigkeit dieses/dieser Korrekturwerts/-e eine Korrektur des Positionswerts durchgeführt werden.
• Hierzu kann, insbesondere zur Laufzeit, der aktuelle Teilbereich identifiziert werden. Mindestens ein globaler und/oder mindestens ein teilbereichsspezifischer Korrekturwert, der in dem aktuellen Teilbereich gültig ist, kann dann während einer Messung zur Ermittlung eines Positionskorrekturwerts und damit zur Korrektur des gemessenen Positionswerts verwendet werden.
• Ein Kalibrierungsdurchgang kann, abhängig von der Messeinrichtung und/oder deren Komponenten und/oder den physikalischen Bedingungen innerhalb der Messeinrichtung und/oder den Umgebungsbedingungen und/oder dem Messbereich und/oder weiteren Einflussgrößen, wiederholt werden. Auch ein regelmäßiger Kalibrierungsdurchgang kann möglich sein, wobei der Kalibrierungsdurchgang insbesondere automatisch, also ohne Zutun eines Nutzers, oder zum Teil automatisch vonstattengehen kann.
• Die Bestimmung eines Offsetkorrekturwerts und/oder eines Amplitudenkorrekturwerts und/oder eines Phasenkorrekturwerts und/oder eines Positionskorrekturwerts in einem Kalibrierungsdurchgang ermöglicht eine Ersparnis von Zeit, Aufwand und Rechenleistung während einer Messung, da die gespeicherten globale(-n) oder teilbereichsspezifische(-n) Korrekturwert(-e) dann einerseits schnell verfügbar sind und andererseits mehrfach genutzt werden können.
• In einer weiteren Ausführungsform wird die Phasenlage in Abhängigkeit des gemessenen Positionswerts und einer Periodenlänge des ersten wellenförmigen Ausgangssignals und/oder des zweiten wellenförmigen Ausgangssignals berechnet. Dies wurde vorgehend bereits erläutert. Dieses Verfahren bietet insbesondere den Vorteil, dass die Berechnungsvorschrift einfach, schnell und mit wenig Rechenaufwand durchgeführt werden kann und weiterhin in einfacher Art und Weise der Phasenkorrektursummand PhaseCorr in der Formel berücksichtigt werden kann, der bereits oben erläutert wurde.
• Neben dieser Möglichkeit der Berechnung sind auch weitere Berechnungsverfahren in Abhängigkeit des gemessenen Positionswerts und einer Periodenlänge des ersten wellenförmigen Ausgangssignals und/oder des zweiten wellenförmigen Ausgangssignals möglich. Hierbei kann es sich zum Beispiel einerseits um ein analytisches und/oder empirisch ermitteltes Berechnungsverfahren handeln, andererseits aber auch um ein numerisches und/oder iteratives Berechnungsverfahren.
• Allen genannten Möglichkeiten sind die Vorteile gemein, dass die Phasenlage anhand von Größen berechnet wird, die bereits vorliegen oder die einfach, schnell und mit wenig Rechenaufwand bestimmbar sind. Der gemessene Positionswert einfach, zum Beispiel mithilfe der Formel 4, anhand des ersten wellenförmigen Ausgangssignals und des zweiten wellenförmigen Ausgangssignals, berechnet werden. Die Periodenlänge kann dem (Winkel-)Abstand entlang der Strecke vom Beginn einer Marke bis zum Beginn der nächsten Marke entsprechen, kann also leicht gemessen werden und/oder ist ohnehin bekannt.
• In einer weiteren Ausführungsform wird der Positionskorrekturwert als Summe oder Differenz eines offsetspezifischen Korrekturwertanteils und/oder eines amplitudenspezifischen Korrekturwertanteils und/oder eines phasenspezifischen Korrekturwertanteils bestimmt. Dies wurde vorhergehend bereits erläutert.
• Grundsätzlich ist hierbei nicht ausgeschlossen, dass mindestens ein Korrekturwertanteil den Wert Null besitzt und/oder nicht von dem fehlerbehafteten Positionswert s abhängt. Mindestens einer der genannten Korrekturwertanteile kann wie bereits erwähnt von dem fehlerbehafteten Positionswert s abhängen, jedoch aber ebenso allein oder zusätzlich von einer anderen Größe abhängig sein oder konstant sein. Ebenso kann er den Wert Null besitzen oder teilbereichsspezifisch sein. In anderen Worten ausgedrückt: Für verschiedene Teilbereiche innerhalb des Messbereichs können die Korrekturwertanteile verschiedene konstante und/oder nicht-konstante Verläufe besitzen, dargelegt und nutzbar zum Beispiel in Form einer Look-Up-Tabelle. Es ist weiterhin möglich, dass die Korrekturwertanteile in einem Kalibrierungsdurchgang, der beispielsweise vor der Inbetriebnahme der Messeinrichtung oder vor einer Messung erfolgen kann, über den gesamten Messbereich oder über einen Teil des Messbereichs hinweg erzeugt und gespeichert werden. Hierbei kann ein Abstand von Stützstellen, an denen die Korrekturwertanteile erfasst werden, kleiner als oder gleich 1/20 einer Periodenlänge sein.
• Diese Bestimmung des Positionskorrekturwerts und somit der korrigierten Position bietet eine genaue Korrektur des gemessenen Positionswerts, da die drei hauptsächlichen Fehlerquellen der Messeinrichtung durch Korrekturen in ihrer Wirkung weitgehend oder vollständig kompensiert werden können. Dies geschieht in Form einer Summenbildung bzw. Differenzbildung in besonders einfacher, insbesondere einfach umzusetzender und von der Rechenleistung her ökonomischer Art und Weise.
• In einer weiteren Ausführungsform wird der offsetspezifische Korrekturwertanteil in Abhängigkeit mindestens eines für den gemessenen Positionswert synthetischen fehlerfreien Ausgangssignals und mindestens eines synthetischen offsetfehlerbehafteten Ausgangssignals bestimmt, wobei das mindestens eine offsetfehlerbehaftete Ausgangssignal als Summe des mindestens einen für den gemessenen Positionswert synthetischen fehlerfreien Ausgangssignals und eines Offsetkorrekturwerts bestimmt wird. Eine Ausgestaltung dieses Verfahrens wurde bereits in den Formeln 13, 14 und 19 dargelegt.
• Alternativ oder kumulativ wird der amplitudenspezifische Korrekturwertanteil in Abhängigkeit mindestens eines für den gemessenen Positionswert synthetischen fehlerfreien Ausgangssignals und mindestens eines synthetischen amplitudenfehlerbehafteten Ausgangssignals bestimmt, wobei das mindestens eine synthetische amplitudenfehlerbehaftete Ausgangssignal als Produkt des mindestens einen für den gemessenen Positionswert synthetischen fehlerfreien Ausgangssignals und eines Amplitudenkorrekturwerts bestimmt wird. Eine Ausgestaltung dieses Verfahrens wurde bereits in den Formeln 15, 16 und 20 dargelegt.
• Hierbei ist V_BzuA der Amplitudenkorrekturwert für das ideale weitere wellenförmige Ausgangssignal B_ideal(s). Das synthetische ideale erste wellenförmige Ausgangssignal A_ideal(s) wird hinsichtlich der Amplitude nicht korrigiert. Mit anderen Worten ist der Amplitudenkorrekturwert V_BzuA so ausgelegt, dass die Amplitude des synthetischen idealen weiteren wellenförmigen Ausgangssignals B_ideal(s) hinsichtlich der Amplitude des synthetischen idealen ersten wellenförmigen Ausgangssignals A_ideal(s) abgestimmt wird und zwar abhängig von den Amplituden der synthetischen, fehlerbehafteten wellenförmigen Ausgangssignale A_real und B_real. Insbesondere kann V_BzuA das Verhältnis beider Amplituden der realen, fehlerbehafteten wellenförmigen Ausgangssignale A_real und B_real darstellen, also das Verhältnis vom weiteren synthetischen fehlerbehafteten wellenförmigen Ausgangssignal zum ersten synthetischen fehlerbehafteten wellenförmigen Ausgangssignal. Umgekehrt ist auch eine Abstimmung der Amplitude des synthetischen idealen ersten wellenförmigen Ausgangssignals A_ideal(s) hinsichtlich der Amplitude des synthetischen idealen weiteren wellenförmigen Ausgangssignals B_ideal(s) möglich.
• Weiter alternativ oder kumulativ wird der phasenspezifische Korrekturwertanteil in Abhängigkeit des mindestens einen für den gemessenen Positionswert synthetischen fehlerfreien Ausgangssignals und eines synthetischen phasenfehlerbehafteten Ausgangssignals bestimmt, wobei das synthetischen phasenfehlerbehaftete Ausgangssignal als Sinuswert und/oder als Kosinuswert der Summe und/oder der Differenz einer Phasenlage und eines Phasenkorrekturwerts oder eines durch Zwei dividierten Phasenkorrekturwerts bestimmt wird. Eine Ausgestaltung dieses Verfahrens wurde bereits in den Formeln 17, 18 und 21 dargelegt.
• Hierbei ist phaseErr der Phasenkorrekturwert. Beide synthetischen idealen wellenförmigen Ausgangssignale, die ursprünglich eine Phase von genau 90 ° besitzen, werden mithilfe des Phasenkorrekturwerts entsprechend den synthetischen, fehlerbehafteten wellenförmigen Ausgangssignalen A_real und B_real korrigiert. Es ist auch eine Ausgestaltung des Verfahrens möglich, in der verschiedene Phasenkorrekturwerte vorhanden sind, die den synthetischen idealen wellenförmigen Ausgangssignalen zum Zwecke der Korrektur zugeordnet werden.
• Nach Anwendung des Phasenkorrekturwerts phaseErr besitzen die beiden synthetischen idealen wellenförmigen Ausgangssignale eine Phasenverschiebung, die von 90 ° abweicht, es sei denn, der Phasenkorrekturwert ist gleich Null.
• Grundsätzlich ist hierbei nicht ausgeschlossen, dass ein Korrekturwert nicht von dem gemessenen Positionswert abhängt. Sie können jedoch aber ebenso allein oder zusätzlich von einer anderen Größe abhängig sein oder konstant sein. Auch kann der mindestens eine Offsetkorrekturwert und/oder der Phasenkorrekturwert den Wert Null besitzen und/oder der mindestens eine Amplitudenkorrekturwert den Wert Eins besitzen. Auch kann ein Korrekturwert teilbereichsspezifisch sein, das heißt: Für verschiedene Teilbereiche innerhalb des Messbereichs können die entsprechenden Korrekturwerte verschiedene konstante und/oder nicht-konstante Verläufe besitzen, dargelegt und nutzbar zum Beispiel in Form einer Look-Up-Tabelle.
• Es ist weiterhin möglich, dass die Korrekturwerte in einem Kalibrierungsdurchgang, der beispielsweise vor der Inbetriebnahme der Messeinrichtung oder vor einer Messung erfolgen kann, über den gesamten Messbereich oder über einen Teil des Messbereichs hinweg erzeugt und gespeichert werden. Hierbei kann ein Abstand von Stützstellen, an denen die Offsetkorrekturwerte erfasst werden, kleiner als oder gleich 1/20 einer Periodenlänge sein.
• In einer weiteren Ausführungsform wird der Positionskorrekturwert als Summe eines offsetspezifischen Korrekturwertanteils, der in Abhängigkeit eines Offsetkorrekturwerts und/oder einer Phasenlage und/oder des gemessenen Positionswerts mithilfe eines funktionalen Zusammenhangs bestimmt wird, und/oder eines amplitudenspezifischen Korrekturwertanteils, der in Abhängigkeit eines Amplitudenkorrekturwerts und/oder der Phasenlage und/oder des gemessenen Positionswerts mithilfe eines funktionalen Zusammenhangs bestimmt wird, und/oder eines phasenspezifischen Korrekturwertanteils, der in Abhängigkeit eines Phasenkorrekturwerts und/oder einer Phasenlage und/oder des gemessenen Positionswerts mithilfe eines funktionalen Zusammenhangs bestimmt wird, berechnet.
• Die Bestimmung des Positionskorrekturwerts k(s) als Summe eines offsetspezifischen Korrekturwertanteils k_Offset(s) und eines amplitudenspezifischen Korrekturwertanteils k_Amp(s) und eines phasenspezifischen Korrekturwertanteils k_Phase(s) kann als Formel folgendermaßen dargelegt werden: $$\text{k}\left(\text{s}\right)=\text{k\_Offset}\left(\text{s}\right)+\text{k\_Amp}\left(\text{s}\right)+\text{k\_Phase}\left(\text{s}\right)$$

  
• Die Formel 22 kann, ebenso wie Formel 13 auch, Summanden enthalten, die mithilfe von analytischen und/oder numerischen und/oder iterativen funktionalen Zusammenhängen ermittelt werden. Sie kann insbesondere parameterabhängige Summanden enthalten, die anhand von empirisch ermittelten Zusammenhängen berechnet werden. Dies können beispielsweise sein: $$\text{k\_Offset}\left(\text{s}\right)=\text{a\_1}\left(\text{s}\right)\times \text{sin}\left(\text{Phi\_real}\left(\text{s}\right)+\text{c\_1}\left(\text{s}\right)\right),$$

  

  $$\text{k\_Amp}\left(\text{s}\right)=\text{a\_2}\left(\text{s}\right)\times \text{sin}\left(\text{2}\times \text{Phi\_real}\left(\text{s}\right)+\text{c\_2}\left(\text{s}\right)\right)\text{ und}$$

  

  $$\text{k\_Phase}\left(\text{s}\right)=\text{a\_3}\left(\text{s}\right)\times \text{sin}\left(\text{2}\times \text{Phi\_real}\left(\text{s}\right)+\text{c\_3}\left(\text{s}\right)\right)+\text{d\_3}\left(\text{s}\right).$$

  
• Die Parameter a_1(s), a_2(s), a_3(s), c_1(s), c_2(s), c_3(s) und d_3(s) können hierbei insbesondere von mindestens einem Offsetkorrekturwert, zum Beispiel A_Offset oder B_Offset, und/oder von mindestens einem Amplitudenkorrekturwert, zum Beispiel V_BzuA, und/oder von mindestens einem Phasenkorrekturwert, zum Beispiel phaseErr, und/oder von dem fehlerbehafteten Phasenwinkel Phi_real(s) und/oder von dem gemessenen Positionswert s abhängen. Die Parameter a_1, a_2, a_3, c_1, c_2, c_3 und d_3 können jedoch auch von weiteren Parametern abhängen oder konstant oder abschnittsweise konstant sein. Auch können die Größen teilbereichsspezifisch sein, das heißt: Für verschiedene Teilbereiche innerhalb des Messbereichs können die Parameter verschiedene konstante und/oder nicht-konstante Verläufe besitzen, dargelegt und nutzbar zum Beispiel in Form einer Look-Up-Tabelle.
• Insbesondere können die folgenden Zusammenhänge gelten, die empirisch ermittelte Parameter aufweisen: $$\text{a\_1}\left(\text{s}\right)=\mathrm{0,1646}\times \text{sqrt}\left({\left(\text{A\_Offset}\left(\text{s}\right)\right)}^2+{\left(\text{B\_Offset}\left(\text{s}\right)\right)}^2\right),$$

  

  $$\text{c\_1}\left(\text{s}\right)=\text{atan2}\left(\text{A\_Offset}\left(\text{s}\right),-\text{B\_Offset}\left(\text{s}\right)\right),$$

  

  $$\text{a\_2}\left(\text{s}\right)=\mathrm{0,0754}\times \text{V\_BzuA}\left(\text{s}\right)-\mathrm{0,0754,}\text{ für V\_BzuA}\left(\text{s}\right)\ge \mathrm{1,}$$

  

  $$\text{a\_2}\left(\text{s}\right)=-\mathrm{0,0839}\times \text{V\_BzuA}\left(\text{s}\right)+\mathrm{0,0839,}\text{ für V\_BzuA}\left(\text{s}\right)<\mathrm{1,}$$

  

  $$\text{c\_2}\left(\text{s}\right)=\mathrm{\pi }\text{ für V\_BzuA}\left(\text{s}\right)\ge \mathrm{1,}$$

  

  $$\text{c\_2}\left(\text{s}\right)=0\text{ für V\_BzuA}\left(\text{s}\right)<\mathrm{1,}$$

  

  $$\text{a\_3}\left(\text{s}\right)=-\mathrm{0,08083}\times \text{phaseErr}\left(\text{s}\right),$$

  

  $$\text{c\_3}=\mathrm{\pi }/\mathrm{2,}$$

  

  $$\text{d\_3}=-\mathrm{0,07958}\times \text{phaseErr}\left(\text{s}\right).$$

  
• Der fehlerbehaftete Phasenwinkel Phi_real(s), der auch als Phasenlage bezeichnet werden kann, kann hierbei mithilfe von Formel 8 berechnet werden.
• Die in den Formeln 26-34 enthaltenen Zahlenwerte sind als Beispielwerte zu verstehen. Abhängig von der Messeinrichtung, deren Komponenten, den physikalischen Bedingungen innerhalb der Messeinrichtung, den Umgebungsbedingungen, dem Messbereich, dem fehlerbehafteten Positionswert und/oder weiteren Einflussgrößen können andere Zahlenwerte verwendet werden.
• Die Verwendung von empirisch ermittelten Zusammenhängen, insbesondere solchen mit empirisch ermittelten Parametern, bei der Ermittlung des Positionskorrekturwerts bietet insbesondere im Vergleich zu numerischen Verfahren oder Iterationsverfahren eine einfache Umsetzung, eine Einsparung von Rechenleistung und eine ausreichend genaue Korrektur.
• Weiterhin wird eine Vorrichtung zur Korrektur eines gemessenen Positionswerts einer Messeinrichtung vorgeschlagen. Mittels der Vorrichtung ist ein Verfahren zur Korrektur gemäß einer der in dieser Offenbarung beschriebenen Ausführungsformen durchführbar. Die Vorrichtung zur Korrektur kann Teil der Messeinrichtung sein. Somit wird auch eine Messeinrichtung beschrieben, die eine solche Vorrichtung umfasst.
• Die Messeinrichtung erzeugt ein erstes wellenförmiges Ausgangssignal und mindestens ein weiteres wellenförmiges Ausgangssignal, wobei der gemessene Positionswert in Abhängigkeit des ersten wellenförmigen Ausgangssignals und/oder des mindestens einen weiteren wellenförmigen Ausgangssignals bestimmbar, insbesondere berechenbar, ist.
• Weiter ist in Abhängigkeit des gemessenen Positionswerts ein Positionskorrekturwert bestimmbar. Weiter ist eine Korrektur des gemessenen Positionswerts in Abhängigkeit des Positionskorrekturwerts durchführbar.
• Die Vorrichtung kann mindestens eine Auswerte- und/oder Recheneinrichtung zur Bestimmung des Positionskorrekturwerts und zur Korrektur des gemessenen Positionswerts umfassen. Die Auswerteeinrichtung kann eine Auswerteeinrichtung der Messeinrichtung sein. Die Auswerteeinrichtung kann insbesondere als Mikrocontroller ausgebildet sein oder einen solchen umfassen.
• Hierbei kann es sich in einer bevorzugten Ausgestaltung um eine mithilfe von elektrischen Bauelementen umgesetzte Vorrichtung handeln, die vorzugsweise innerhalb der Messeinrichtung vorliegt und/oder mit ihr eine bauliche Einheit bildet. Insbesondere kann die Vorrichtung eine Recheneinheit besitzen und/oder in eine Recheneinheit der Messeinrichtung integriert sein. Weiterhin kann die Vorrichtung einen Ausgang besitzen und/oder eine Anzeigevorrichtung, insbesondere zur Anzeige von Positionswerten der Messeinrichtung, und/oder eine Speichervorrichtung, insbesondere zur Speicherung von Korrekturwerten und Positionswerten.
• Auch kann es sich in einer weiteren Ausgestaltung um eine externe mithilfe von elektrischen Bauelementen umgesetzte Vorrichtung handeln, zum Beispiel in Form einer an einen Ausgang der Messeinrichtung anschließbaren Vorrichtung, insbesondere in Form einer an einen Ausgang der Messeinrichtung angeschlossenen EDV-Anlage.
• Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figuren zeigen:
• 1 ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer ersten Ausführungsform,
• 2 ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer weiteren Ausführungsform,
• 3 ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer weiteren Ausführungsform,
• 4 ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
• 5 ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren Ausführungsform.
• Nachfolgend bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente mit gleichen oder ähnlichen technischen Merkmalen.
• 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Korrektur eines gemessenen Positionswerts SR einer Messeinrichtung 2. Die Messeinrichtung 2 ist eine Wegmesseinrichtung, die ein Strichmaßband 3 und zwei Erfassungseinrichtungen 4A, 4B umfasst. Durch die Erfassungseinrichtungen 4A, 4B sind in Abhängigkeit einer Anordnung von Strichen auf dem Strichmaßband 3 Ausgangssignale A, B erzeugbar. Insbesondere erzeugt beim Verfahren der Erfassungseinrichtungen 4A, 4B entlang des Strichmaßbands 3 mit einer konstanten Bewegungsrichtung eine erste Erfassungseinrichtung 4a ein erstes wellenförmiges Ausgangssignal A und eine weitere Erfassungseinrichtung 4B ein weiteres wellenförmiges Ausgangssignal B. Diese Ausgangssignale weisen einen Phasenversatz von ungefähr 90° zueinander auf.
• Die Erfassungseinrichtungen 4A, 4B können z.B. optische Sensoren sein, wobei der Signalverlauf der Ausgangssignale A, B in Abhängigkeit von einer erfassten Strahlungsintensität erzeugt wird, die wiederum abhängig von der Anordnung der Striche auf dem Strichmaßband 3 ist. Die Messeinrichtung 2 kann aber auch eine Winkelmesseinrichtung sein. In diesem Fall kann das Strichmaßband scheiben- oder hohlringförmig ausgebildet sein, wobei Striche entlang einer Kreislinie angeordnet sind.
• Weiter dargestellt sind mehrere Teilbereiche TBn-1, TBn, TBn+1 eines Messbereichs. Im vorliegenden Fall werden die Teilbereiche TBn-1, TBn, TBn+1 durch Teilabschnitte des Strichmaßbands 3 gebildet. Hierbei erzeugen die Erfassungseinrichtungen 4A, 4B mindestens eine, vorzugsweise mehrere Perioden der Ausgangssignale A, B, wenn sie mit einer konstanten Bewegungsrichtung über einen der Teilbereiche TBn-1, TBn, TBn+1 bewegt werden. In einem Teilbereich TBn-1, TBn, TBn+1 können an einer vorbestimmten Anzahl von Stützstellen Signalwerte der Ausgangssignale A, B erfasst werden.
• Die Vorrichtung 1 umfasst eine Signalschnittstelle 5A für das erste Ausgangssignal A und eine Signalschnittstelle 5B für das weitere Ausgangssignal B. Durch Pfeile sind in 1 und auch in den weiteren Blockschaltbildern daten- und/oder signaltechnische Verbindungen dargestellt.
• Weiter umfasst die Vorrichtung 1 eine Bestimmungseinrichtung 22 zur Bestimmung eines gemessenen Positionswert SR, eine Bestimmungseinrichtung 23 zur Bestimmung eines synthetischen idealen ersten wellenförmigen Ausgangssignals A_ideal und eines synthetischen idealen weiteren wellenförmigen Ausgangssignals B_ideal, eine Bestimmungseinrichtung 24 zur Bestimmung von Signalkorrekturwerten SKW, insbesondere Offset-, Amplituden- und Phasenkorrekturwerte, eine Bestimmungseinrichtung 25 zur Bestimmung von synthetischen fehlerbehafteten Ausgangssignalen A_real, B_real, insbesondere synthetischen offset-, amplituden- und/oder phasenfehlerbehafteten Ausgangssignalen, eine Bestimmungseinrichtung 26 zur Bestimmung von Positionskorrekturwertanteilen PKA1-PKA3, insbesondere offset-, amplituden- und phasenspezifische Positionskorrekturwertanteilen, eine Bestimmungseinrichtung 27 zur Bestimmung eines Positionskorrekturwerts Pkw und eine Bestimmungseinrichtung 28 zur Bestimmung eines korrigierten Positionswerts SI. Überdies umfasst die Vorrichtung 1 zwei Ausgangsschnittstellen, 29A und 29B.
• Die Bestimmungseinrichtungen 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 können jeweils oder zumindest teilweise oder vollständig gemeinsam mindestens ein elektronische Bauelement und/oder eine programmierbare Recheneinrichtung umfassen und/oder eine programmierbare Recheneinrichtung nutzen und/oder in einer programmierbaren Recheneinrichtung integriert sein, mithilfe der insbesondere Rechenschritte zur Umsetzung von Formeln durchgeführt werden können. Die Recheneinrichtung kann z.B. einen Mikrocontroller umfassen oder ausbilden.
• Mittels der Bestimmungseinrichtung 22 wird aus dem erzeugten ersten Ausgangssignal A und dem erzeugten weiteren Ausgangssignal B ein gemessener Positionswert SR berechnet, zum Beispiel durch eine Umsetzung der Formel 4. Z.B. kann die Bestimmungseinrichtung 22 insbesondere ein Tangensglied, insbesondere ein Tangensglied zur Bestimmung der Funktion atan2, ein Multiplikationsglied und ein Divisionsglied umfassen.
• Mithilfe des gemessenen Positionswerts SR wird dann in der Bestimmungseinrichtung 23 ein synthetisches ideales erstes wellenförmiges Ausgangssignal A_ideal und ein synthetisches ideales weiteres wellenförmiges Ausgangssignal B_ideal bestimmt, insbesondere berechnet, z.B. durch Umsetzung der Formeln 6-7. In diesem Fall enthält die Bestimmungseinrichtung 23 insbesondere ein Sinusglied und ein Kosinusglied, ein Multiplikationsglied und ein Divisionsglied.
• Die in 1 dargestellte Bestimmungseinrichtung 24 kann, insbesondere in einem Kalibrierdurchgang, aus den erzeugten Ausgangssignalen A, B teilbereichsspezifische Signalkorrekturwerte SKW ermitteln, insbesondere mindestens einen teilbereichsspezifischen Offsetkorrekturwert, mindestens einen teilbereichsspezifischen Amplitudenkorrekturwert und/oder mindestens einen teilbereichsspezifischen Phasenkorrekturwert, insbesondere anhand mindestens eines Berechnungsverfahren, das in DE 10 2017 202 217 A1 und DE 10 2017 202 218 A1 vorgestellt ist und insbesondere in Abhängigkeit des erzeugten ersten Ausgangssignals A und des erzeugten weiteren Ausgangssignals B. Die Ermittlung der genannten Signalkorrekturwerte SKW kann für ein oder für mehr als ein, insbesondere zwei, Ausgangssignale erfolgen. Die Signalkorrekturwerte SKW können dann gespeichert werden, insbesondere in einer nicht dargestellten Speichereinrichtung der Bestimmungseinrichtung 24.
• Diese Bestimmungseinrichtung 24 ist so ausgestaltet, dass sie ein in den im vorherigen Absatz genannten Druckschriften offenbartes Berechnungsverfahren umsetzen kann.
• In dieser Bestimmungseinrichtung 24 kann auch eine andere Anzahl von Signalkorrekturwerten SKW, als in dieser Ausführungsform gezeigt, bestimmt werden, die dann in der folgenden Bestimmungseinrichtung 25 für synthetische fehlerbehaftete Ausgangssignale A_real, B_real entsprechend weiterverarbeitet werden können.
• Die teilbereichsspezifischen Signalkorrekturwerte SKW können von der Bestimmungseinrichtung 25 für synthetische fehlerbehaftete Ausgangssignale A_real, B_real abgerufen werden, insbesondere in einem Messbetrieb. Signalkorrekturwerte SKW können in Abhängigkeit der gemessenen Position SR und/oder in Abhängigkeit eines Teilbereichs TBn-1, TBn, TBn+1 abgerufen werden, der in Abhängigkeit der gemessenen Position SR bestimmt wird.
• Dann findet eine Ermittlung von synthetischen fehlerbehafteten Ausgangssignalen A_real, B_real statt. Insbesondere bestimmt die Bestimmungseinrichtung 25 offsetfehlerbehaftete Ausgangssignale A_real_Offset, B_real_Offset, amplitudenfehlerbehaftete Ausgangssignale A_real_Amp, B_real_Amp und phasenfehlerbehaftete Ausgangssignale A_real_Phase, B_real_Phase gemäß der Formeln 13-18. In diesem Fall kann die Bestimmungseinrichtung 25 für synthetische fehlerbehaftete Signale A_real, B_real insbesondere ein Sinusglied und ein Kosinusglied, ein Multiplikationsglied, ein Divisionsglied, ein Additionsglied und ein Subtraktionsglied umfassen. Die Bestimmungseinrichtung 25 erhält weiterhin als Eingangsgrößen das mithilfe der Bestimmungseinrichtung 23 ermittelte synthetische ideale erste wellenförmige Ausgangssignal A_ideal und das synthetische ideale weitere wellenförmiges Ausgangssignal B_ideal, das ebenfalls mithilfe der Bestimmungseinrichtung 23 ermittelt wird, sowie den gemessenen Positionswert SR.
• In der Bestimmungseinrichtung 25 für synthetische fehlerbehaftete Ausgangssignale A_real, B_real kann auch eine andere Anzahl von fehlerbehafteten Signalen, als in dieser Ausführungsform gezeigt, bestimmt werden, die dann in der folgenden Bestimmungseinrichtung 26 für Korrekturwertanteile PKA1, PKA2, PKA3 entsprechend weiterverarbeitet werden können.
• Die synthetischen offsetfehlerbehafteten Ausgangssignale A_real_Offset, B_real_Offset, amplitudenfehlerbehafteten Ausgangssignale A_real_Amp, B_real_Amp und phasenfehlerbehafteten Ausgangssignale A_real_Phase, B_real_Phase werden nun an die Bestimmungseinrichtung 26 für Positionskorrekturwertanteile weitergeleitet. Hier findet eine Ermittlung von Positionskorrekturwertanteilen PKA1-PKA3 statt, betreffend insbesondere einen offsetspezifischen Korrekturwertanteil PKA1, einen amplitudenspezifischen Korrekturwertanteil PKA2 und einen phasenspezifischen Korrekturwertanteil PKA3, insbesondere durch Umsetzung der Formeln 19-21. In diesem Fall kann diese Bestimmungseinrichtung 26 insbesondere ein Tangensglied, insbesondere ein Tangensglied zur Bestimmung der Funktion atan2, ein Multiplikationsglied, ein Divisionsglied und ein Subtraktionsglied umfassen.
• In dieser Bestimmungseinrichtung 26 kann auch eine andere Anzahl von Korrekturwertanteilen, als in dieser Ausführungsform gezeigt, bestimmt werden, die dann in der folgenden Bestimmungseinrichtung 27 für den Positionskorrekturwert Pkw entsprechend weiterverarbeitet werden können.
• Alternativ kann in dieser Bestimmungseinrichtung 26 eine Bestimmung von Positionskorrekturwertanteilen PKA1, PKA2, PKA3 gemäß der Formeln 23-25 erfolgen. Hierzu kann die Bestimmungseinrichtung 26 Parameter durch Umsetzung der Formeln 26-34 bestimmen, wobei dann in Abhängigkeit dieser Parameter dann die Positionskorrekturwertanteile PKA1, PKA2, PKA3 bestimmt werden.
• Die Positionskorrekturwertanteile PKA1-PKA3 werden im Folgenden an die Bestimmungseinrichtung 27 zur Bestimmung des Positionskorrekturwerts Pkw weitergeleitet. Hier wird ein Positionskorrekturwert Pkw ermittelt, insbesondere berechnet, z.B. durch Umsetzung der Formel 12 oder der Formel 22. Insbesondere bestimmt sich der Positionskorrekturwert Pkw als Summe der Positionskorrekturwertanteile PKA1, PKA2, PKA3. In diesem Fall kann diese Bestimmungseinrichtung 27 insbesondere ein Additionsglied und/oder ein Subtraktionsglied umfassen. Der Positionskorrekturwert Pkw kann somit teilbereichsspezifisch sein.
• Der Positionskorrekturwert Pkw wird im Folgenden an die Bestimmungseinrichtung 28 für den korrigierten Positionswert SI weitergeleitet. Hier wird ein korrigierter Positionswert SI ermittelt. Weiterer Eingangswert dieser Bestimmungseinrichtung 28 ist der gemessene, fehlerbehaftete Positionswert SR, der in der Bestimmungseinrichtung 22 bestimmt wird. Mithilfe des Positionskorrekturwerts Pkw und des gemessenen, fehlerbehafteten Positionswerts SR kann der korrigierte Positionswert SI berechnet werden, insbesondere als Summe. In diesem Fall kann diese Bestimmungseinrichtung 28 insbesondere ein Additionsglied und/oder ein Subtraktionsglied umfassen.
• Der korrigierte Positionswert SI wird im Folgenden an die Ausgangsschnittstelle 29B weitergeleitet. Über die Ausgangsschnittstelle 29B kann der korrigierte Positionswert SI insbesondere an eine Anzeigevorrichtung, zum Beispiel ein Display oder einen Monitor, und/oder an die Messeinrichtung 2 und/oder an eine Speichervorrichtung und/oder an eine weitere Rechenvorrichtung und/oder eine Stelleinrichtung, insbesondere eine Stelleinrichtung eines Koordinatenmessgeräts, weitergeleitet werden. Dies gilt ebenso für den gemessenen, fehlerbehafteten Positionswert SR in Bezug auf die Ausgangsschnittstelle 29A, an die der gemessene, fehlerbehaftete Positionswert SR weitergeleitet wird.
• In 1 ist der Positionsermittlungsbereich 30, in dem die Ermittlung des korrigierten Positionswerts SI, ausgehend von den Ausgangssignalen A und B, stattfindet, mittels einer gestrichelten Linie umrahmt.
• 2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in einer weiteren Ausführungsform. Die Vorrichtung ist hierbei entsprechend der in 1 dargestellten Ausführungsform ausgebildet. Daher wird diesbezüglich auf die Erläuterung zu 1 verwiesen. Im Unterschied zu der in 1 dargestellten Ausführungsform verfügt der Positionsermittlungsbereich 30 über zwei weitere Elemente. Es handelt sich hierbei um eine Speicher- und Bestimmungseinrichtung 32, die zum Speichern mindestens eines teilbereichsspezifischen Positionskorrekturwerts Pkwt und gleichsam zum Bestimmen eines zu einem teilbereichsspezifischen Positionskorrekturwert Pkwt zugehörigen Teilbereichs TBn dient.
• Weiterhin umfasst die Vorrichtung 1 ein Oder-Glied 33. Mithilfe des Oder-Glieds 33 kann eine Auswahl getroffen werden, ob ein teilbereichsspezifischer Positionskorrekturwert Pkwt, der in der Speicher- und Bestimmungseinheit 32 vorliegt, oder ein Positionskorrekturwert Pkw, der durch die Bestimmungseinrichtung 27 für den Positionskorrekturwert Pkw bestimmt wird, Eingang in die Bestimmungseinrichtung 28 zur Positionswertermittlung findet. Die Auswahl kann zum Beispiel durch eine Voreinstellung innerhalb der Messeinrichtung 2 getroffen werden oder durch eine Benutzereingabe während einer Messung.
• Der mindestens eine teilbereichsspezifische Positionskorrekturwert Pkwt kann hierbei wie bereits erwähnt in einem Kalibrierungsdurchgang oder während der Laufzeit der Messeinrichtung 2 bestimmt und gespeichert werden. Während einer Messung kann der mindestens eine teilbereichsspezifische Positionskorrekturwert Pkwt, der in der Speicher- und Bestimmungseinrichtung 32 vorliegt, verwendet werden. Dies ist auch parallel oder im Wechsel mit einem zur Laufzeit ermittelten Positionskorrekturwert Pkw möglich. Zum Beispiel kann in einem bestimmten Teilbereich TBn der Messeinrichtung 2 der mindestens eine teilbereichsspezifische Positionskorrekturwert Pkwt, der in der Speicher- und Bestimmungseinrichtung 32 vorliegt, verwendet werden, und in einem anderen Teilbereich TBn+1 ein Positionskorrekturwert Pkw ermittelt und verwendet werden, der nicht in der Speicher- und Bestimmungsrichtung 32 gespeichert wird, dort also auch zukünftig nicht vorliegen wird.
• 3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in einer weiteren Ausführungsform. Die Vorrichtung ist hierbei entsprechend der in 1 dargestellten Ausführungsform ausgebildet. Daher wird diesbezüglich auf die Erläuterung zu 1 verwiesen. Im Unterschied zu der in 1 dargestellten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung 1 keine Bestimmungseinrichtung 26 zur Bestimmung von Positionskorrekturwertanteilen PKA1, PKA2, PKA3.
• Auch werden die synthetischen idealen Ausgangssignale A_ideal, B_ideal von der Bestimmungseinrichtung 23 für diese synthetischen idealen Ausgangssignale A_ideal, B_deal nicht zur Bestimmungseinrichtung 25 zur Bestimmung von synthetischen realen Ausgangssignalen A_real, B_real, sondern zur Bestimmungseinrichtung 27 zur Bestimmung des Positionskorrekturwerts Pkw weitergeleitet, also signaltechnisch übertragen.
• Die Bestimmungseinrichtung 25 kann eine Bestimmung synthetischen realen Ausgangssignalen A_real, B_real in Abhängigkeit der Signalkorrekturwerte SKW durchführen, insbesondere durch Umsetzung der Formeln 10 und 11.
• Die Bestimmungseinrichtung 27 kann dann eine Bestimmung des Positionskorrekturwerts Pkw durchführen, insbesondere durch Umsetzung der Formel 9.
• In 4 ist ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. In einem ersten Schritt S1 werden die von der Messeinrichtung 2 (siehe z. B. 1), insbesondere von den Erfassungseinrichtungen 4A, 4B, erzeugten Ausgangssignale A, B eingelesen, insbesondere über entsprechende Signalschnittstellen 5A, 5B.
• In einem zweiten Schritt S2 wird in Abhängigkeit der derart erzeugten Ausgangssignale A, B ein fehlerbehafteter, gemessener Positionswert SR berechnet. Dies geschieht insbesondere mithilfe einer Bestimmungseinrichtung 22 (siehe 1).
• In einem dritten Schritt S3 werden in Abhängigkeit des gemessenen Positionswerts SR synthetische ideale Ausgangssignale A_ideal, B_ideal bestimmt, insbesondere mittels der Bestimmungseinrichtung 23 und durch Umsetzung der Formeln 6-8.
• In einem vierten Schritt S4 werden dann in Abhängigkeit dieser synthetischen idealen Ausgangssignale A_ideal, B_ideal, des gemessenen Positionswerts SR und in Abhängigkeit von Signalkorrekturwerten SKW, die z.B. teilbereichsspezifisch aus einer Speichereinrichtung der Bestimmungseinrichtung 24 abgerufen werden, synthetische fehlerbehaftete Ausgangssignale bestimmt, insbesondere mittels der Bestimmungseinrichtung 25 und durch Umsetzung der Formeln 13-18. Insbesondere werden synthetische offsetfehlerbehaftete Ausgangssignale A_real_Offset, B_real_Offset, synthetische amplitudenfehlerbehaftete Ausgangssignale A_real_Amp, B_real_Amp und synthetische phasenfehlerbehaftete Ausgangssignale A_real_Phase, B_real_Phase bestimmt.
• In einem fünften Schritt S5 werden in Abhängigkeit der synthetischen fehlerbehafteten Ausgangssignale Positionskorrekturwertanteile PKA1, PKA2, PKA3 bestimmt, insbesondere mittels der Bestimmungseinrichtung 26 und durch Umsetzung der Formeln 19-21.
• Alternativ können in einem fünften Schritt S5 in Abhängigkeit einzelner oder aller synthetischer fehlerbehafteter Ausgangssignale sowie in Abhängigkeit der Signalkorrekturwerte SKW Parameter gemäß den Formeln 26-34 und dann die Positionskorrekturwertanteile PKA1, PKA2, PKA3 durch Umsetzung der Formeln 23-25 bestimmt werden.
• In einem sechsten Schritt S6 wird in Abhängigkeit Positionskorrekturwertanteile PKA1, PKA2, PKA3 ein Positionskorrekturwert Pkw bestimmt, insbesondere mittels der Bestimmungseinrichtung 27 und durch Umsetzung der Formel 12 oder Formel 22.
• In einem siebten Schritt S7 kann dann in Abhängigkeit des gemessenen Positionswerts SR und in Abhängigkeit des Positionskorrekturwerts Pkw ein korrigierter Positionswert SI bestimmt werden, insbesondere mittels der Bestimmungseinrichtung 28 und durch Addition bzw. Subtraktion des Positionskorrekturwerts Pkw zum/vom gemessenen Positionswert SI.
• Die Sequenz vom ersten bis zum siebten Schritt S1-S7 kann hierbei während eines Messbetriebs durchgeführt werden. Im Messbetrieb, vorzugsweise jedoch in einem Kalibrierungsdurchgang, der zeitlich vor dem Messbetrieb durchgeführt wird, werden in Abhängigkeit des erzeugten ersten Ausgangssignals A und des zweiten Ausgangssignals B teilbereichsspezifische Korrekturwerte SKW insbesondere anhand mindestens eines Berechnungsverfahrens, das in DE 10 2017 202 217 A1 und DE 10 2017 202 218 vorgestellt ist, bestimmt und gespeichert, insbesondere mittels der Bestimmungseinrichtung 24.
• In 4 ist die weitere Verarbeitung des fehlerfreien Positionswerts SI nicht dargestellt. Er kann an eine Ausgangsschnittstelle weitergeleitet werden und in der Folge insbesondere an eine Anzeigevorrichtung, zum Beispiel ein Display oder einen Monitor, und/oder an die Messeinrichtung 2 und/oder an eine Speichervorrichtung und/oder an eine weitere Rechenvorrichtung und/oder eine Stelleinrichtung, insbesondere eine Stelleinrichtung der Messeinrichtung 2, weitergeleitet werden.
• In 5 ist ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Im Unterschied zu dem in 4 dargestellten Verfahren werden im vierten Schritt S4 synthetische offset- und/oder amplituden- und/oder phasenfehlerbehaftete Ausgangssignale A_real, B_real nicht in Abhängigkeit der synthetischen idealen Ausgangssignale A_ideal, B_ideal, aber in Abhängigkeit des gemessenen Positionswerts SR und in Abhängigkeit von Signalkorrekturwerten SKW, die z.B. teilbereichsspezifisch aus einer Speichereinrichtung der Bestimmungseinrichtung 24 abgerufen werden, bestimmt, insbesondere mittels der Bestimmungseinrichtung 25 und durch Umsetzung der Formeln 10-11.
• In einem fünften Schritt S5, der dem sechsten Schritt S6 des in 4 dargestellten Verfahrens entspricht, wird dann in Abhängigkeit der synthetischen idealen Ausgangssignale A_deal, B_ideal und dieser synthetischen fehlerbehafteten Ausgangssignale A_real, B_real ein Positionskorrekturwert Pkw bestimmt, insbesondere mittels der Bestimmungseinrichtung 27 und durch Umsetzung der Formel 9.
• Der sechste Schritt S6 entspricht dem siebten Schritt S7 des in 4 dargestellten Verfahrens.
• Bezugszeichenliste

A

erstes Ausgangssignal

B

zweites Ausgangssignal

A_ideal

synthetisches ideales erstes Ausgangssignal

B_ideal

synthetisches ideales weiteres Ausgangssignal

A_real

synthetisches fehlerbehaftetes erstes Ausgangssignal

B_real

synthetisches fehlerbehaftetes weiteres Ausgangssignal

A_real_Offset

synthetisches offsetfehlerbehaftetes erstes Ausgangssignal

B_real_Offset

synthetisches offsetfehlerbehaftetes weiteres Ausgangssignal

A_real_Amp

synthetisches amplitudenfehlerbehaftetes erstes Ausgangssignal

B_real_Amp

synthetisches amplitudenfehlerbehaftetes weiteres Ausgangssignal

A_real_Phase

synthetisches phasenfehlerbehaftetes erstes Ausgangssignal

B_real_Phase

synthetisches phasenfehlerbehaftetes weiteres Ausgangssignal

1

Vorrichtung

2

Messeinrichtung

3

Strichmaßband

4A

Erfassungseinrichtung für das erste Ausgangssignal A

4B

Erfassungseinrichtung für das zweite Ausgangssignal B

Tbn-1, Tbn, Tbn+1

Teilbereiche

5A

Signalschnittstelle für das erste Ausgangssignal A

5B

Signalschnittstelle für das weitere Ausgangssignal B

22

Bestimmungseinrichtung für den gemessenen Positionswert

23

Bestimmungseinrichtung für synthetische ideale Ausgangssignale

24

Bestimmungseinrichtung für Signalkorrekturwerte

25

Bestimmungseinrichtung für synthetische fehlerbehaftete Ausgangssignale

26

Bestimmungseinrichtung für Positionskorrekturwertanteile

27

Bestimmungseinrichtung für den Positionskorrekturwert

28

Bestimmungseinrichtung für den korrigierten Positionswert

29A

Ausgangsschnittstelle

29B

Ausgangsschnittstelle

30

Positionsermittlungsbereich

32

Speicher- und Bestimmungseinrichtung

33

Oder-Glied

SR

gemessener Positionswert

SI

korrigierter Positionswert

SKW

Signalkorrekturwert

PKA1-PKA3

Korrekturwertanteile

Pkw

Positionskorrekturwert

Pkwt

teilbereichsspezifischer Positionskorrekturwert

S1

Schritt 1

S2

Schritt 2

S3

Schritt 3

S4

Schritt 4

S5

Schritt 5

S6

Schritt 6

S7

Schritt 7

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• 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.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 10036090 A1 [0019]
• DE 102004038621 B3 [0020]
• DE 10163504 A1 [0021]
• DE 19914447 A1 [0022]
• WO 2016174433 A1 [0023]
• DE 102017202217 A1 [0024, 0081, 0131, 0159]
• DE 102017202218 A1 [0025, 0081, 0131]
• DE 102017202217 [0044]
• DE 102017202218 [0044, 0159]

Claims (14)

1. Verfahren zur Korrektur eines gemessenen Positionswerts (SR) einer Messeinrichtung (2), wobei die Messeinrichtung (2) ein erstes wellenförmiges Ausgangssignal (A) und mindestens ein weiteres wellenförmiges Ausgangssignal (B) erzeugt, wobei der gemessene Positionswert (SR) in Abhängigkeit des ersten wellenförmigen Ausgangssignals (A) und/oder des mindestens einen weiteren wellenförmigen Ausgangssignals (B) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des gemessenen Positionswerts (SR) ein Positionskorrekturwert (Pkw, Pkwt) bestimmt wird und eine Korrektur des gemessenen Positionswerts (SR) in Abhängigkeit des Positionskorrekturwerts (Pkw, Pkwt) vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messstrecke (3) der Messeinrichtung (2) in mindestens zwei Teilbereiche (TBn-1, TBn, TBn+1) unterteilt wird, wobei der Positionskorrekturwert (Pkw, Pkwt) in Abhängigkeit eines Teilbereichs (TBn) bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilbereich (TBn-1, TBn, TBn+1) in Abhängigkeit des gemessenen Positionswerts (SR) bestimmt wird.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionskorrekturwert (Pkw, Pkwt) als Differenz zwischen einem synthetischen fehlerfreien Positionswert und einem synthetischen fehlerbehafteten Positionswert bestimmt wird, wobei die Differenz oder Anteile davon in Abhängigkeit von synthetischen fehlerfreien Ausgangssignalen (A_ideal, B_ideal) und synthetischen fehlerbehafteten Ausgangssignalen (A_real, B_real) bestimmt wird/werden, wobei die synthetischen fehlerfreien und die fehlerbehafteten Ausgangssignale (A_ideal, B_ideal, A_real, B_real) in Abhängigkeit des gemessenen Positionswerts (SR) bestimmt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die synthetischen fehlerbehafteten Ausgangssignale (A_real, B_real) in Abhängigkeit eines Offsetkorrekturwerts und/oder eines Amplitudenkorrekturwerts und/oder eines Phasenkorrekturwerts bestimmt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die synthetischen fehlerfreien Ausgangssignale (A_ideal, B_ideal) analytisch berechnet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5-6, dadurch gekennzeichnet, dass der Offsetkorrekturwert und/oder der Amplitudenkorrekturwert und/oder der Phasenkorrekturwert teilbereichsspezifisch ist/sind.
8. Verfahren nach Anspruch 5-7, dadurch gekennzeichnet, dass der Offsetkorrekturwert und/oder der Amplitudenkorrekturwert und/oder der Phasenkorrekturwert in einem Kalibrierungsdurchgang bestimmt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-8, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des gemessenen Positionswerts (SR) eine Phasenlage bestimmt wird, wobei in Abhängigkeit der Phasenlage die für den gemessenen Positionswert (SR) synthetischen fehlerfreien Ausgangssignale (A_ideal, B_ideal) bestimmt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenlage in Abhängigkeit des gemessenen Positionswerts (SR) und einer Periodenlänge des ersten wellenförmigen Ausgangssignals (A) und/oder des zweiten wellenförmigen Ausgangssignals (B) berechnet wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionskorrekturwert (Pkw, Pkwt) als Summe oder Differenz eines offsetspezifischen Korrekturwertanteils (PKA1) und/oder eines amplitudenspezifischen Korrekturwertanteils (PKA2) und/oder eines phasenspezifischen Korrekturwertanteils (PKA3) bestimmt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der offsetspezifische Korrekturwertanteil (PKA1) in Abhängigkeit mindestens eines für den gemessenen Positionswert (SR) synthetischen fehlerfreien Ausgangssignals (A_ideal, B_ideal) und mindestens eines synthetischen offsetfehlerbehafteten Ausgangssignals (A_real_Offset, B_real_Offset) bestimmt wird, wobei das mindestens eine synthetische offsetfehlerbehaftete Ausgangssignal (A_real_Offset, B_real_Offset) als Summe des mindestens einen für den gemessenen Positionswert synthetischen fehlerfreien Ausgangssignals (A_ideal, B_ideal) und eines Offsetkorrekturwerts bestimmt wird und/oder dass der amplitudenspezifische Korrekturwertanteil (PKA2) in Abhängigkeit mindestens eines für den gemessenen Positionswert (SR) synthetischen fehlerfreien Ausgangssignals (A_ideal, B_ideal) und mindestens eines synthetischen amplitudenfehlerbehafteten Ausgangssignals (A_real_Amp, B_real_Amp) bestimmt wird, wobei das mindestens eine synthetische amplitudenfehlerbehaftete Ausgangssignal (A_real_Amp, B_real_Amp) als Produkt des mindestens einen für den gemessenen Positionswert (SR) synthetischen fehlerfreien Ausgangssignals (A_ideal, B_ideal) und eines Amplitudenkorrekturwerts bestimmt wird und/oder dass der phasenspezifische Korrekturwertanteil in Abhängigkeit des mindestens einen für den gemessenen Positionswert (SR) synthetischen fehlerfreien Ausgangssignals (A_ideal, B_ideal) und eines synthetischen phasenfehlerbehafteten Ausgangssignals (A_real_Phase, B_real_Phase) bestimmt wird, wobei das synthetische phasenfehlerbehaftete Ausgangssignal (A_real_Phase, B_real_Phase) als Sinuswert und/oder als Kosinuswert der Summe und/oder der Differenz einer Phasenlage und eines Phasenkorrekturwerts oder eines durch zwei dividierten Phasenkorrekturwerts bestimmt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionskorrekturwert (Pkw, Pkwt) als Summe eines offsetspezifischen Korrekturwertanteils (PKA1), der in Abhängigkeit eines Offsetkorrekturwerts und/oder einer Phasenlage und/oder des gemessenen Positionswerts (SR) mithilfe eines funktionalen Zusammenhangs bestimmt wird, und/oder eines amplitudenspezifischen Korrekturwertanteils (PKA2), der in Abhängigkeit eines Amplitudenkorrekturwerts und/oder der Phasenlage und/oder des gemessenen Positionswerts (SR) mithilfe eines funktionalen Zusammenhangs bestimmt wird, und/oder eines phasenspezifischen Korrekturwertanteils (PKA3), der in Abhängigkeit eines Phasenkorrekturwerts und/oder einer Phasenlage und/oder des gemessenen Positionswerts (SR) mithilfe eines funktionalen Zusammenhangs bestimmt wird, berechnet wird.
14. Vorrichtung zur Korrektur eines gemessenen Positionswerts (SR) einer Messeinrichtung (2), wobei die Messeinrichtung (2) ein erstes wellenförmiges Ausgangssignal (A) und mindestens ein weiteres wellenförmiges Ausgangssignal (B) erzeugt, wobei der gemessene Positionswert (SR) in Abhängigkeit des ersten wellenförmigen Ausgangssignals (A) und/oder des mindestens einen weiteren wellenförmigen Ausgangssignals (B) berechnet wird und die Vorrichtung nach einem Verfahren zur Korrektur des gemessenen Positionswerts (SR) der Messeinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1-13 arbeitet.

Images