DE19849108A1 - Drehgeber - Google Patents
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Abstract
Es sind mechanische Multiturn-Drehgeber bekannt, bei denen mehrere Winkelcodierscheiben über ein Untersetzungsgetriebe miteinander verbunden sind. Ein solcher Drehgeber ist konstruktiv aufwendig und erfordert eine hohe Präzision des Getriebes. Bei anderen Drehgebern werden Schalter bei Drehung der Geberwelle betätigt und der entstehende Codeverlauf in Zählimpulse umgewandelt. Die Schaltung für die Umdrehungszählung muß ständig bestromt werden, wozu die Schaltung besonders hochohmig ausgelegt ist. Die Auswerteelektronik ist dadurch empfindlich für elektromagnetische Störungen. DOLLAR A Um eine kostengünstige Ausbildung und eine kompakte Bauform zu erhalten, hat der Drehgeber ein Logikmodul, das Signale einer der Multiturn-Codierscheibe zugeordneten Auswerteelektronik erhält. Das Logikmodul wird nur bei einem Pegelwechsel der Signale eines Sensors bzw. bei einem Taktimpuls mit Strom/Spannung versorgt. Die Pufferbatterie kann dadurch kompakt gehalten und die Auswerteelektronik niederohmig ausgelegt werden. DOLLAR A Der Drehgeber kann dort eingesetzt werden, wo Drehungen erfaßt werden sollen.
Description
Die Erfindung betrifft einen Drehgeber nach dem Oberbegriff des An
spruches 1.
Es sind mechanische Multiturn-Drehgeber bekannt (EP 0 550 794
B1), bei denen mehrere Winkelcodierscheiben über ein Unterset
zungsgetriebe miteinander verbunden sind. Es bewirkt, daß die je
weils nachgeschaltete Winkelcodierscheibe bei einer vollständigen
Umdrehung der vorgeschalteten Winkelcodierscheibe um eine ihrem
Auflösungsvermögen entsprechende Einheit gedreht wird. Bei diesem
Drehgeber vervielfacht sich entsprechend der Anzahl der Codier
scheiben auch die Anzahl der Abtastsysteme. Für das Unterset
zungsgetriebe ist eine hohe Präzision erforderlich. Dieser Drehgeber
kann nur aufwendig montiert werden. Das Untersetzungsgetriebe ist
nicht verschleißfrei und erlaubt nur begrenzte Drehzahlen.
Es sind auch Multiturn-Drehgeber mit einer elektronischen Zählein
heit bekannt (EP 0 516 572 B1), bei denen anstelle des mechani
schen Getriebes eine zusätzliche Codierscheibe eingesetzt wird, die
mit der Geberwelle direkt verbunden ist und dazu dient, die Anzahl
der Umdrehungen der Geberwelle zu erfassen. Der auf dieser zu
sätzlichen Codierscheibe befindliche Code wird optisch ausgelesen
und in Zählimpulse gewandelt, die an eine Zähleinheit weitergegeben
werden. Zur Pufferung der Daten ist ein Akku oder eine Batterie zu
sammen mit der Zählereinheit im Drehgeber untergebracht. Da die
permanente optische Auslesung der Codierscheibe verhältnismäßig
viel Strom benötigt, weil die Lichtquelle bei diesem Ausleseverfahren
ständig bestromt werden muß, um keine Daten zu verlieren, fallen die
Akkus bzw. Batterien relativ groß aus. Darum hat der Drehgeber
selbst ebenfalls eine entsprechende Baugröße, wenn ein Akku oder
eine Batterie eingesetzt werden soll, die eine brauchbare Daten-
Pufferzeit von typischerweise mehreren Jahren voraussetzt.
Es sind schließlich Drehgeber bekannt (EP D 550 794 B1), bei denen
statt des Auslesens einer zusätzlichen optischen Codierscheibe bei
Drehung der Geberwelle Schalter mechanisch oder magnetisch betä
tigt werden. Der dabei entstehende Codeverlauf wird in Zählimpulse
umgewandelt, die an eine Zähleinheit weitergegeben werden. Auch
bei diesem Drehgeber muß die ganze Schaltung für die Umdrehungs
zählung der Geberwelle permanent bestromt werden. Hierfür ist ein
entsprechend großer Akku notwendig. Alternativ kann aber auch die
ganze Schaltung insgesamt besonders hochohmig ausgelegt sein.
Diese Hochohmigkeit der gesamten Auswerteelektronik, der Senso
ren, der Zählimpulsaufbereitung und der Zählereinheit bringt jedoch
das Problem mit sich, daß die Auswerteelektronik empfindlich für
elektromagnetische Störungen ist. Dies ist insbesondere bei impuls
gesteuerten (inkrementalen) Systemen von Bedeutung. Bei ihnen
werden in der Regel die Flankenwechsel zweier phasenversetzter
Codespuren mittels Differentiator-Schaltung in die eigentlichen Zäh
limpulse gewandelt. Es handelt sich hierbei um sehr kurze, hochfre
quente Zählimpulse, die sich nur schwer aus einem elektromagneti
schen Störspektrum (EM-Störspektrum) ausfiltern fassen, weil sie et
wa das gleiche Frequenzspektrum wie diese haben. Eine einmal er
faßte falsche Umdrehungszählung wird darum nicht erkannt und auch
nicht korrigiert, da ein Unterscheidungsmerkmal zwischen Störsignal
und Nutzsignal fehlt. Der Drehgeber gibt zwangsweise einen falschen
Positionswert an, was zum Ausfall des Gesamtsystems führt. Teure
Maschinenstillstandszeiten oder gar Maschinenschäden sind die Fol
ge. Desweiteren fehlt bei allen bisher bekannten Multiturnsystemen,
die auf inkrementaler Basis (mit Zählern) die Umdrehungsanzahl er
fassen, eine Einrichtung, welche bei einem Sensor- oder Zählerdefekt
den Fehler erkennen, beheben und/oder melden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen
Drehgeber so auszubilden, daß er bei kostengünstiger Ausbildung
eine kompakte Bauform hat und zuverlässig die jeweiligen Positions
werte der Geberwelle erfassen kann.
Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Drehgeber erfindungs
gemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 ge
löst.
Beim erfindungsgemäßen Drehgeber wird das Logikmodul nicht stän
dig bestromt. Es wird nur dann mit Strom versorgt, wenn ein Pegel
wechsel der Signale des Sensors auftritt oder alternativ, wenn ein
Tastimpuls ausgegeben wird. Dadurch kann die Pufferbatterie oder
der Pufferakku sehr kompakt gehalten werden, weil der größte Teil
der Auswerteelektronik nur kurzzeitig nach einem der obigen Ereig
nisse aktiv ist und bestromt wird. Infolge der kurzen Aktivzeiten der
Auswerteelektronik kann diese niederohmig und damit unempfindlich
für elektromagnetische Störungen ausgelegt werden. Die Pufferbatte
rie bzw. der Pufferakku haben infolge der erfindungsgemäßen Aus
bildung des Drehgebers eine lange Lebensdauer.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren An
sprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
Die Erfindung wird anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 in schematischer Darstellung einen erfindungsgemäßen
Drehgeber im Axialschnitt,
Fig. 2 einen Schaltplan des Drehgebers gemäß Fig. 1,
Fig. 3 den Zeitverlauf verschiedener Sensoren des erfindungsge
mäßen Drehgebers gemäß Fig. 1,
Fig. 4 einen Schaltplan einer zweiten Ausführungsform eines er
findungsgemäßen Drehgebers.
Der Drehgeber hat ein Gehäuse 1 mit einem Flansch 2, der Lager 3,
4 für eine Geberwelle 5 aufweist. Sie ragt in das Gehäuse 1 und trägt
eine Codescheibe 6, mit der die Drehung der Geberwelle 5 um 360°
erfaßt wird. Der Codescheibe 6 ist eine Lichtquelle 7 im Flansch 2
zugeordnet.
Die Geberwelle 5 trägt mit Abstand zur Codescheibe 2 drehfest einen
Codeträger 8, dem am Umfang mindestens drei Sensoren 9 bis 11
zugeordnet sind. Sie sind an eine Auswerteelektronik 12 angeschlos
sen, die auf einer Leiterplatte 13 vorgesehen ist. Sie ist im Gehäuse
1 im Bereich oberhalb des Codeträgers 8 untergebracht. Der Code
träger 8 mit den zugeordneten Sensoren 9 bis 11 dient zur Erfassung
mehrerer Umdrehungen der Geberwelle 5.
Der Codescheibe 6 ist eine weitere Auswerteelektronik 14 zugeord
net, die sich auf einer Leiterplatte 15 im Gehäuse 1 befindet. Die
Leiterplatte 15 befindet sich im Bereich zwischen der Codescheibe 6
und dem Codeträger 8 und weist eine Durchtrittsöffnung 16 für die
Geberwelle 5 auf.
Die Spannungsversorgung der beiden Auswerteelektroniken 12 und
14 erfolgt im Normalbetrieb durch eine externe Spannungsquelle.
Wird die externe Spannungsquelle abgeschaltet, erfolgt die Span
nungsversorgung für die Auswerteelektronik 12 durch eine Batterie
oder einen Akku 17, die (der) im Flansch 2 gelagert ist.
Die Codescheibe 6 und die zugeordnete Lichtquelle 7 sind in be
kannter Weise ausgebildet. Die Codescheibe 6 löst eine 360°-
Drehung der Geberwelle 5 in bekannter Weise durch Absolutcodie
rung in entsprechend viele Positionen auf, so daß die Winkelstellung
sofort nach Einschalten des Drehgebers für eine Umdrehung zur
Verfügung steht. Die Absolutcodierung kann optisch, magnetisch
oder induktiv erfolgen.
Der Codeträger 8 mit den Sensoren 9 bis 11 erfaßt die Anzahl voll
ständiger Umdrehungen der Geberwelle 5. Zusammen mit der Code
scheibe 6 stellt er die Gesamtwinkel- oder Gesamtweg-Information
zur Verfügung.
Der Codeträger 8 kann optisch, magnetisch, induktiv oder kapazitiv
arbeiten. Er kann als Scheibe, als Ring oder dergleichen ausgebildet
sein. Er ist drehfest mit der Geberwelle 5 verbunden und weist min
destens eine Signalquelle oder Code-Spur auf. Die Sensoren 9 bis 11
können optisch, magnetisch, induktiv oder kapazitiv arbeiten und le
sen den Code des Codeträgers 8 aus und stellen die gemessenen
Werte der nachfolgenden Auswerteelektronik 12 zur Verfügung. Sie
setzt die von den Sensoren 9 bis 11 gelieferten Codes in die Anzahl
der Umdrehungen der Geberwelle 5 um. Die Auswerteelektronik 12
hat außerdem die Aufgabe, elektromagnetische Störungen zu unter
drücken und eventuell eine Datenkorrektur im Falle einer Störung und
Ausgabe einer Warnung oder einer Fehlermeldung vorzunehmen,
falls zum Beispiel einer der Sensoren ausfällt. Mit der Batterie 17
werden die Informationen des Codeträgers 8 bzw. der Sensoren 9 bis
11 bzw. der Auswerteelektronik im Falle einer Betriebsspannungsab
schaltung gepuffert.
Das Gehäuse 1 ist mit einem Stecker 18 als Schnittstelle versehen,
über den der Drehgeber mit einem Rechner verbunden werden kann.
Abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel können der
Codeträger 8 für den sogenannten Multiturn und die Codescheibe 6
für den sogenannten Singleturn auch eine Einheit bilden.
Wie Fig. 2 zeigt, werden die Sensoren 9 bis 11 mit der Batteriespan
nung UBat versorgt. Die Auswerteelektronik 12 hat ein Logikmodul 19
und ein Zählermodul 20. Beide Module 19, 20 werden mit der Batte
riespannung UBat versorgt. Die Sensoren 9 bis 11 werden ständig be
stromt. Das Logikmodul 19 wird nur jeweils bei einem Pegelwechsel
der Sensoren 9 bis 11 für kurze Zeit geweckt, bis die entsprechenden
Daten verarbeitet sind. Das dem Logikmodul 19 nachgeschaltete
Zählermodul 20 kann synchron mit dem Logikmodul 19 geweckt wer
den. In diesem Fall müssen die Zähler 21 bis 23 des Zählermoduls 20
durch nicht flüchtige Speicher, zum Beispiel EEPROMs, ergänzt
werden, die spannungsfrei den letzten Zählerwert beibehalten. Es ist
aber auch möglich, die Zähler 21 bis 23 des Zählermoduls 20 ständig
zu bestromen. Trotz einer hochohmigen Ausgestaltung der Zähler 21
bis 23 kann eine Fehlzählung durch Sperren der Zählereingänge
beim Abschalten des Logikmoduls 19 vermieden werden.
Der Codeträger 8, der beispielsweise aus einer entsprechend ma
gnetisierten Scheibe oder einem Magnetring besteht, moduliert bei
Drehung der Geberwelle 5 die drei Sensoren 9 bis 11, die beispiels
weise Reedschalter sind. Hierbei entsteht ein Codeverlauf, wie er in
Fig. 3 für die drei Sensoren 9 bis 11 bei einer 360°-Drehung der Ge
berwelle 5 dargestellt ist. Die Spur T in Fig. 3 bleibt in diesem Fall
unberücksichtigt. Die drei Sensoren 9 bis 11 schalten zeitlich nach
einander, wie der Codeverlauf in Fig. 3 zeigt. Nach jeweils einer Dre
hung von 180° schalten die Sensoren 9 bis 11, wobei diese Sensoren
Schaltabstände von 45° zueinander haben.
In Fig. 3 ist die höchstwertige Spur MSB (most significant bit) der
Codescheibe 6 dargestellt, die einen Pegelwechsel nach jeweils einer
180°-Drehung der Geberwelle 5 vornimmt. Mit dem Ausgangssignal
MSB wird die 360°-Drehung der Geberwelle 5 so hoch aufgelöst, daß
die Winkelstellung sofort nach Einschalten des Drehgebers für eine
Umdrehung zur Verfügung steht. Mit den Ausgangssignalen der Sen
soren 9 bis 11 wird die Zahl der 360°-Drehungen der Geberwelle 5
erfaßt.
Bei jedem Flankenwechsel der Signalpegel der Sensoren 9 bis 11
bestromt ein den Sensoren nachgeschaltetes Wächter-IC 24, das
ebenfalls mit der Batteriespannung UBat versorgt wird, das nachge
schaltete Logikmodul 19. Zwischen dem Wächter-IC 24 und dem Lo
gikmodul 19 liegt ein Schalter 25, der geöffnet ist, solange das
Wächter-IC 24 kein Signal vom jeweiligen Sensor 9 bis 11 erhält. Das
Logikmodul 19 bleibt somit ausgeschaltet, bis es durch Schließen des
Schalters 25 mittels des Wächter-ICs 24 bestromt wird.
Das Logikmodul 19 weist ein digitales Filter 26 auf (Fig. 2), das
eventuelle Störimpulse beispielsweise durch mehrfaches Auslesen
der Logikpegel filtert. Ist ein Störimpuls die Ursache für die Aktivie
rung des Logikmoduls 19 gewesen, ergeht eine Rückmeldung an das
Wächter-IC 24. Das Logikmodul 19 wird dann ohne weitere Funktion
abgeschaltet.
Im Falle eines Nutzsignals als Ursache für die Aktivierung des Lo
gikmoduls 19 werden die Signale der Sensoren 9 bis 11 vom digitalen
Filter 26 einem Sensor-Pegelkomparator 27 zugeleitet, der ebenfalls
Bestandteil des Logikmoduls 19 ist. Er vergleicht die eingelesenen
Pegelzustände 0 bzw. 1 (Fig. 1) der Signale der Sensoren 9 bis 11
mit in einer Tabelle abgelegten Bitkombinationen, die für Segmente A
bis H zulässig sind (Fig. 2). Diese Segmente A bis H sind Winkeln
von jeweils 45° zugeordnet, so daß einer 360°-Drehung der Geber
welle 5 acht Segmente A bis H zugeordnet sind. Aus dem Vergleich
der eingelesenen Pegelzustände der Sensoren 9 bis 11 mit den ab
gelegten, für die Segmente A bis H zulässigen Bitkombinationen lei
tet der Sensor-Pegelkomparator 27 weitere Aktionen ab. Dem Sen
sor-Pegelkomparator 27 sind die Zähler 21 bis 23 des Zählermoduls
20 nachgeschaltet. Je nach Ergebnis des Vergleiches des Sensor-
Pegelkomparators 27 kann der Zähler 21 oder 22 oder 23 inkremen
tiert bzw. dekrementiert werden, oder es kann keine Aktion oder es
kann eine Ausgabe einer Warnung und dann Sperren eines der un
gültigen Zähler 21 bis 23 oder die Ausgabe eines Fehlers erfolgen.
Für den letzten Fall ist dem Sensor-Pegelkomparator 27 ein Fehler
ausgabemodul 28 nachgeschaltet, das Teil des Logikmoduls 19 ist
und das eine Fehlermeldung ausgibt.
Grundsätzlich würde ein einziger nachgeschalteter Zähler 21 oder 22
oder 23 ausreichen, um die Zählfunktion auszuführen. Um die Si
cherheit bei der Erfassung mehrerer Drehungen der Geberwelle 5 zu
gewährleisten und weiter zu steigern, sind im dargestellten Ausfüh
rungsbeispiel zwei zusätzliche Zähler vorgesehen, so daß in diesem
Falle drei Zähler 21 bis 23 vorhanden sind. Ihnen ist ein Zählerkom
parator 29 nachgeschalteti, der Teil des Logikmoduls 19 ist, der stän
dig die Inhalte der drei Zähler 21 bis 23 vergleicht und bei Abwei
chung den entsprechenden Zähler sperrt, ein entsprechendes Warn
signal 30 an das Fehlerausgabemodul 28 liefert und eine Aktualisie
rung eines den Zählern 21 bis 23 nachgeschalteten Ausgabepuffers
31 durch den fehlerhaften Zähler blockiert. Er ist Teil des Zählermo
duls 20, das ebenso wie das Logikmodul 19 mit Batteriespannung
UBat versorgt wird. Die Zähler 21 bis 23 sind über jeweils ein UND-
Glied 32 bis 34 an den Ausgabepuffer 31 angeschlossen, an dessen
Ausgang 35 die jeweiligen Meßdaten anliegen. Der Zählerkomparator
29 ist ebenfalls an die UND-Glieder 32 bis 34 angeschlossen. Der
Ausgabepuffer 31 erhält somit Daten von den Zählern 21 bis 23 nur,
wenn die UND-Bedingung erfüllt ist, d. h. die Zählersignale in Ord
nung sind.
Der Einsatz von drei Zählern 21 bis 23 und des Zählerkomparators 29
hat den weiteren Vorteil, daß er für den Fall, daß das digitale Filter
26 nicht greifen sollte und ein Störimpuls auf einer der drei Sensor
leitungen zusammen mit den verbleibenden Sensorsignalen eine gül
tige Bitkombination bildet, zur Änderung eines der drei Zählerinhalte
führt. In diesem Falle greift als letzte Sperre der Zählerkomparator
29, der die drei Zählerinhalte in der beschriebenen Weise vergleicht.
Der fehlerhafte Zählerstand kann alternativ aber auch korrigiert und
der Zählprozeß ohne eine Fehlermeldung fortgesetzt werden.
Bei einer fehlerfreien Funktion erhält jeder Zähler 21 bis 23 das je
weilige Ausgangssignal des zugehörigen Sensors 9 bis 11.
Die Zählfunktion für den Zähler 21 kann zum Beispiel so vorgesehen
werden, daß inkrementiert (dekrementiert) wird, wenn ein Pegel
wechsel des Signals des Sensors 9 von 0 zu 1 (1 zu 0) stattfindet
und gleichzeitig der Pegel des Signals des Sensors 10 "0" ist. Die
Synchronisation der Signale des Codeträgers 8 mit den Signalen der
Codescheibe 6 beim Übergang der Geberwellenposition von 360° auf
0° geschieht durch einen Pegelvergleich. So wird bei einer Anord
nung, welche die Pegellage der Signale MSB und der Signale der
Sensoren 9 bis 11 gemäß Fig. 3 erzeugt, der Zählerinhalt des Zählers
21 um 1 dekrementiert, solange die Pegel der Signale MSB und des
Sensors 9 "1" sind, da der Zähler vor dem Übergang von 360° auf 0°
nach dem beschriebenen Beispiel inkrementiert wird. Für die weite
ren Zähler 22, 23 gilt entsprechendes.
Für den Drehgeber kann die Pufferbatterie 17 sehr kompakt gehalten
werden, weil der überwiegende Teil der Schaltung, nämlich das Lo
gikmodul 19 und optional das Zählermodul 20, nur kurzzeitig nach
einem Sensorereignis aktiv ist und bestromt wird. Das Wächter-IC 24
schließt den Schalter 25 erst dann, wenn ein Flankenwechsel der Si
gnalpegel der Sensoren 9 bis 11 auftritt. Aufgrund der kurzen Aktiv
zeiten kann die Auswerteelektronik 12 niederohmig und damit un
empfindlich für elektromagnetische Störungen ausgelegt werden.
Sollte sich dennoch eine sensorseitige elektromagnetische Störung
ausbilden, kommt die Schutzschaltung zum Einsatz, die aus dem di
gitalen Filter 26, dem Sensorpegelkomparator 27 und dem Zähler
komparator 29 besteht. Diese Schutzschaltung kann eine Störung
abblocken oder sie erkennen, korrigieren und/oder eine Warnmel
dung ausgeben. Der Ausfall eines der Sensoren 9 bis 11 kann durch
Vergleich der Zählerstände mittels des Zählerkomparators erkannt
und ohne einen Funktionsausfall als Warnung an eine übergeordnete
Steuerung gemeldet werden. Sie sorgt dafür, daß zum geeigneten
Zeitpunkt eine Wartung ohne Maschinenausfallzeiten erfolgen kann.
Während bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel lediglich die
Sensoren 9 bis 11 ständig bestromt werden müssen, bleibt beim
Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 die komplette Auswerteschaltung
einschließlich der Sensoren 9 bis 11 ausgeschaltet. Anstelle des
Wächter-ICs 24 ist ein Tastimpulsgenerator 36 vorgesehen, der Im
pulse T (Fig. 3) erzeugt. Sie haben eine Taktrate, die so berechnet
ist, daß mindestens ein Impuls je Segment A bis H erzeugt wird. Im
Rhythmus dieser Taktimpulse T werden die Auswerteschaltung (Sen
soren 9 bis 11, Logikmodul 19 und optional Zählermodul 20) aktiviert
und bestromt. Während dieser aktiven Phasen findet die Auswertung
der Signale statt, wie es anhand des vorigen Ausführungsbeispieles
im einzelnen beschrieben worden ist. Um den Stromverbrauch klein
zu halten, wird ein entsprechend kleines Impuls-Pausen-Verhältnis
I/P (Fig. 3) gewählt. Die Impulsdauer I ist kürzer als die Dauer P zwi
schen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen T. Der Taktimpulsgene
rator 36 schaltet das Logikmodul 19 über den Schalter 25 im Rhyth
mus der Taktimpulse T. Das Logikmodul 19 und das Zählermodul 20
sind im übrigen gleich ausgebildet wie beim vorigen Ausführungsbei
spiel.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 können magnetische, indukti
ve, kapazitive, optische Sensoren oder mechanische Schalter 9 bis
11 zum Einsatz kommen. Bei optischen Sensoren 9 bis 11 muß auch
der zugehörige Sender 37, der eine Lichtquelle, zum Beispiel eine
LED, sein kann, im Rhythmus der Taktimpulse T ein- und ausge
schaltet werden. Der Sender 37 liegt in diesem Beispiel auf der den
optischen Sensoren 9 bis 11 gegenüberliegenden Seite des Codeträ
gers 8. Mittels des Schalters 25 wird auch der Sender 37 im Zyklus
der Taktimpulse ein- und ausgeschaltet.
Die beschriebenen Ausführungsformen des Drehgebers zeichnen
sich durch eine kompakte Bauform aus, da die Daten-Pufferbatterie
klein gehalten werden kann. Die Gesamtschaltung ist nicht
hochohmig ausgelegt, so daß eine elektromagnetische Störanfällig
keit zuverlässig vermieden wird. Mit der Batterie 17 werden die In
formationen der dem Codeträger 8 zugeordneten Auswerteelektronik
12 zuverlässig gepuffert, so daß diese Informationen auch im Falle
einer Betriebsspannungsabschaltung erhalten bleiben. Desweiteren
können durch Redundanz von mindestens drei Sensoren 9 bis 11
bzw. Zählern 21 bis 23 im Multiturn auftretende Fehler wirkungsvoll
abgefangen, korrigiert und/oder ohne Maschinenstillstandzeiten als
Warnmeldung ausgegeben werden.
Claims (13)
1. Drehgeber mit einer Geberwelle, die eine erste Codierscheibe
für Singleturn-Messung und eine zweite Codierscheibe für Mul
titurn-Messung trägt, mit einer der Multiturn-Codierscheibe zu
geordneten Auswerteelektronik, welche die von mindestens ei
nem Sensor ausgelösten Signale einem Logikmodul und einem
nachgeschalteten Zählermodul zuführt, das die Signale in Zähl
impulse wandelt, und mit wenigstens einem Strom/Spannungs
puffer,
dadurch gekennzeichnet, daß das Logikmodul (19) nur bei ei
nem Pegelwechsel der Signale des Sensors (9 bis 11) bzw. bei
einem Taktimpuls mit Strom/Spannung versorgt wird.
2. Drehgeber nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Sensor (9 bis 11) eine Über
wachungseinrichtung (24) nachgeschaltet ist, die bei einem Pe
gelwechsel der Signale des Sensors (9 bis 11) über einen
Schalter (25) das Logikmodul (19) ein- bzw. ausschaltet.
3. Drehgeber nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Sensor (9 bis 11) und dem
Logikmodul ein Taktimpulsgeber (36) zugeordnet ist, der mit je
dem Taktimpuls über einen Schalter (25) das Logikmodul (19)
und den Sensor (9 bis 11) ein- bzw. ausschaltet.
4. Drehgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Logikmodul (19) ein digitales
Filter (26) zur Filterung von Störimpulsen in den Signalen des
Sensors (9 bis 11) aufweist.
5. Drehgeber nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß dem digitalen Filter (26) ein Pe
gelkomparator (27) nachgeschaltet ist, der die Signalpegel des
Sensors (9 bis 11) mit gespeicherten Signalpegeln auf Gültigkeit
vergleicht.
6. Drehgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Zählermodul (20) synchron
mit dem Logikmodul (19) ein- bzw. ausgeschaltet wird, wobei
hierbei während der Ausschaltphase die Zählerstände in nicht
flüchtigen Speichern, z. B. EEPROM, zwischengespeichert wer
den.
7. Drehgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Zählermodul (20) ständig mit
Strom versorgt wird.
6. Drehgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das Zählermodul (20) eine der
Zahl der Sensoren (9 bis 11) entsprechende Zahl von Zählern
(21 bis 23) aufweist.
9. Drehgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Zähler (21 bis 23) ein Kom
parator (29) nachgeschaltet ist, der die Zählerstände der Zähler
(21 bis 23) miteinander vergleicht und bei Ungleichheit fehler
hafte Zähler sperrt oder korrigiert und evtl. eine Warnmeldung
ausgibt.
10. Drehgeber nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Komparator (29) ein Fehler
ausgabemodul (28) nachgeschaltet ist.
11. Drehgeber nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Zähler (21 bis 23) ein UND-
Glied (32 bis 34) nachgeschaltet ist, an das der Komparator (29)
angeschlossen ist.
12. Drehgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Sensoren (9 bis
11) vorgesehen sind.
13. Drehgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Energiepufferung ein Akku,
ein Kondensator mit entsprechend hoher Kapazität oder eine
Batterie Verwendung finden, die durch ihre jeweilige Ausgestal
tung einen Temperatureinsatzbereich von mehr als +70°C zulas
sen, wie zum Beispiel eine Lithium-Thyonylchlorid-Batterie
(Li/SOCl2) mit entsprechender Kapselung.
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