DE3830868C2 - Magnetisches Aufzeichnungsmedium - Google Patents
Magnetisches AufzeichnungsmediumInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium
gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein Aufzeichnungsmedium gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1 ist aus der DE 35 09 102 C2 bekannt. Bei diesem bekannten
System wird aber nicht der Einfluß der Anzahl von
Standardmarkierungen auf ihre Impulsbreite zu verhindern
versucht, sondern es wird versucht, die Toleranzen der
Schwankungen des Abtastabstandes (scanning spacing) zu
erhöhen und den Abtastabstand zu vergrößern. Bei dem
bekannten System wird jede Referenzmarke aus einer Vielzahl
von parallelen mit Abstand voneinander angeordneten
Strichen gebildet, von denen mindestens zwei
unterschiedlich breit sein müssen. Jede Referenzmarke zeigt
eine Fläche auf einem Kreis oder auf einer geraden Linie
an, aber keinen Punkt darauf. Die Referenzmarken
unterscheiden sich in ihrem Muster voneinander. Die Breite
des Referenzmarkenstrichs steht in Zusammenhang mit der
Größe der Strichteilung (T). Eine Abtastplatte (AB), ist
mit Abtast-Elementen (AR) versehen, welche den
Referenzmarken (R) auf der Maßverkörperung (M) entsprechen.
Der Abtast-Mechanismus basiert auf der Deckungsgleichheit
zwischen den Referenzmarken auf der Maßverkörperung und den
Abtast-Elementen auf der Abtastplatte.
Die Erfindung betrifft insbesonders eine Verbesserung eines
magnetischen Aufzeichnungsmediums für
Verschiebungsdetektoren, wie magnetische Rotationsencoder
oder magnetische Linearskalen, welche den Betrag einer
Winkel- oder linearen Verschiebung eines beweglichen
Objekts ermitteln.
"Verschiebung" bedeutet hierin insbesondere der relative
Versatz zwischen zwei Elementen oder eine Einstell- oder
Verstellbewegung.
Bei einem magnetischen Rotationsencoder ist typisches
magnetisches Aufzeichnungsmedium, welches für industrielle
Vorrichtungen wie Roboter verwendet wird, eine
Magnetscheibe, welche mit einem beweglichen Objekt rotiert.
Solch eine Magnetscheibe ist im allgemeinen mit einem
ferromagnetischen Material versehen, welches auf ihrer
Oberfläche aufgebracht ist, oder aus welchem sie
hergestellt ist. Einteilungen mit einen konstanten
Intervall und eine oder mehrere Standardmarkierungen sind
magnetisch in der Oberfläche der Magnetscheibe
eingeschrieben. Gegenüber den Einteilungen und der
Standardmarkierung oder den Standardmarkierungen sind ein
oder mehrere magnetische Widerstandselemente angeordnet und
lesen die Einteilungen und die Standardmarkierung oder
-markierungen aus, um den Rotationswinkel, d. h. die
Gesamtanzahl der Rotationen, des beweglichen Objekts zu
ermitteln.
Es gibt einen Encodertyp, welcher eine Vielzahl von
Standardmarkierungen enthält und eine Unterscheidung
zwischen den verschiedenen Standardmarkierungen erforder
lich macht. Das folgende Verfahren wurde herkömmlich
angewendet, um eine solche Unterscheidung zu erzielen.
Eine Magnetscheibe eines solchen Encoders enthält im
allgemeinen zwei konzentrisch geformte magnetisierte
Spuren. Die äußere magnetisierte Spur enthält eine Anzahl
von nebeneinanderliegenden magnetischen Einteilungen,
die innere magnetisierte Spur dagegen enthält z. B. vier
magnetische Standardmarkierungen, welche in Umfangsrichtung
gleich weit voneinander entfernt sind. Jede Einteilung ist
in Form eines relativ langen Impulses mit einer Breite "T",
und jede Standardmarkierung ist in Form eines relativ
kurzen Impulses mit einer Breite "t" eingeschrieben. Die
erste Standardmarkierung ist in der Anstiegsposition einer
Einteilung eingeschrieben, die zweite Standardmarkierung
ist in einer Position mit 90° Phasenunterschied zur
Anstiegsposition der Einteilung eingeschrieben, die dritte
Standardmarkierung ist in einer Position mit 180°
Phasenunterschied und die vierte Standardmarkierung ist in
einer Position mit 270° Phasenunterschied eingeschrieben.
Bei dieser Konstruktion kann die oben beschriebene
Unterscheidung jeder Standardmarkierung durch Feststellen
des Phasenunterschiedes zwischen den angegebenen
Einteilungen- und der Standardmarkierung durchgeführt
werden.
Um die oben beschriebene Unterscheidung erfolgreich
durchzuführen, muß die folgende Beziehung zwischen den
Impuls breiten "T" und "t" bestehen, wobei "n" die Anzahl
der Standardmarkierungen in der inneren magnetisierten Spur
ist.
0 < t < 2 T/n (1)
Aus dieser Beziehung wird klar, daß eine Erhöhung der
Zahl "n" der Standardmarkierungen eine entsprechende
Abnahme der Impulsbreite "t" der Standardmarkierungen
erfordert. Solch eine Abnahme der Impulsbreite macht den
Vorgang des Einschreibens sehr schwierig. Zusätzlich müssen
die Standardmarkierungen und die Einteilungen zur
Unterscheidung ausgelesen werden. Es ist deshalb erwünscht,
ein leichtes Einschreiben von magnetischen Standardmarkierungen
und eine erfolgreiche Unterscheidung der
Standardmarkierungen zu ermöglichen, ohne jeglichen Einfluß
ihrer Anzahl.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden,
den Einfluß der Anzahl von Standardmarkierungen
auf ihre Impulsbreite zu verhindern.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung
durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die
Zeichnungen beschrieben, in welchen zwei Ausführungsformen
der Erfindung als Beispiele dargestellt sind. Im einzelnen
zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform
eines magnetischen Aufzeichnungsmediums
gemäß der Erfindung, welches für einen
Verschiebungsdetektor verwendet wird, und
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungs
form eines magnetischen Aufzeichnungs
mediums gemäß der Erfindung, welches für
einen Verschiebungsdetektor verwendet wird.
Eine Ausführungsform des magnetischen Aufzeichnungsmediums
gemäß der Erfindung ist in Fig. 1 in Form einer
Magnetscheibe MD für einen magnetischen Rotationsencoder
dargestellt. Die Magnetscheibe MD enthält zwei konzentrisch
geformte magnetisierte Spuren T1 und T2. Die äußere
magnetisierte Spur T1 enthält eine Anzahl von
nebeneinanderliegenden magnetischen strichförmigen
Einteilungen 11, die innere magnetisierte Spur T2 enthält
dagegen vier magnetische Standardmarkierungen 211 bis 214,
welche in Umfangsrichtung in einem 90°-Abstand voneinander
entfernt sind. Wie herkömmlichen üblich, ist jede
Stricheinteilung 11 magnetisch in Form eines relativ langen
Impulses mit einer Breite "T" und jede Standardmarkierung
in Form eines relativ kurzen Impulses mit einer Breite "t"
eingeschrieben. Die erste Standardmarkierung 211 ist in der
Anstiegsposition einer Stricheinteilung 11 eingeschrieben.
Die zweite Standardmarkierung 212 wird von einem Paar
magnetischer Identifikationsmarkierungen 222 begleitet,
welche auf beiden Seiten von ihr in die Spur T2
eingeschrieben sind, die dritte Standardmarkierung 213 wird
von zwei Paaren magnetischer. Identifikationsmarkierungen
223 begleitet, welche auf beiden Seiten von ihr in die Spur
T2 eingeschrieben sind, und die vierte Standardmarkierung
214 wird von drei Paaren magnetischer Identifikations
markierungen 224 begleitet, welche auf beiden Seiten von
ihr in die Spur T2 eingeschrieben sind. Im Falle dieses
Beispiels wird die erste Standardmarkierung 211 von keiner
magnetischen Identifikationsmarkierung begleitet.
Bei der oben beschriebenen Konstruktion der Magnetscheibe
MD können die Standardmarkierungen 211 bis 214 deutlich
voneinander unterschieden werden, indem sie zusammen mit
den sie begleitenden Identifikationsmarkierungen 222 bis
224 ausgelesen werden.
Obwohl die beiden magnetisierten Spuren T1 und T2 bei der
oben beschriebenen Ausführungsform auf der gleichen
Oberflächenseite der Magnetscheibe MD gebildet sind, können
verschiedene magnetisierte Spuren T1 und T2 auf
verschiedenen Oberflächenseiten der Magnetscheibe mit einem
geeigneten diametralen Versatz oder Nachlauf gebildet
werden.
Eine andere Ausführungsform eines magnetischen
Aufzeichnungsmediums gemäß der Erfindung ist in Fig. 2
dargestellt, wiederum in Form einer Magnetscheibe MD für
einen magnetischen Rotationsencoder. Diese Magnetscheibe MD
unterscheidet sich von der Scheibe in Fig. 1 in der
Anordnung der magnetischen Identifikationsmarkierungen.
Genauer gesagt wird wie bei der vorhergehenden
Ausführungsform die erste Standardmarkierung 211 von keiner
Identifikationsmarkierung begleitet. Die zweite
Standardmarkierung 212 wird von einer
Identifikationsmarkierung 232 begleitet, welche sie unter
einem Kreuzungswinkel θ kreuzt, die dritte
Standardmarkierung 213 wird von einer
Identifikationsmarkierung 233 begleitet, welche sie unter
einem Kreuzungswinkel θ kreuzt, und die vierte
Standardmarkierung 214 wird von zwei
Identifikationsmarkierungen 234a und 234b begleitet, welche
sie unter einem Kreuzungswinkel θ kreuzen. Die
Identifikationsmarkierung 232 für die zweite
Standardmarkierung 212 und die Identifikationsmarkierung
234a für die vierte Standardmarkierung 214 liegen auf einem
gemeinsamen imaginären Kreis mit einem Radius "r1". Die
Identifikationsmarkierung 233 für die dritte
Standardmarkierung 213 und die Identifikationsmarkierung
234b für die vierte Standardmarkierung 214 liegen dagegen
auf einem gemeinsamen imaginären Kreis mit einem Radius
welcher kleiner ist als der Radius "r1" . Mit dieser
Konstruktion können die Standardmarkierungen 211 bis 214
deutlich unterschieden werden, indem sie zusammen mit den
sie begleitenden Identifikationsmarkierungen ausgelesen
werden, wie in der folgenden Tabelle dargestellt.
Es ist überflüssig zu erwähnen, daß die vorliegende
Erfindung auch bei einem magnetischen Aufzeichnungsmedium
mit mehr als vier Standardmarkierungen gut angewendet
werden kann.
Im Falle der vorliegenden Erfindung muß nur die folgende
Beziehung zwischen den Impulsbreiten "T" und "t" bestehen:
T ≦ t < 2 T (2)
Wenn man diese Beziehung mit der vorhergehenden Beziehung
(1) für das herkömmliche magnetische Aufzeichnungsmedium
vergleicht, wird klar, daß die Impulsbreite "t" der
Standardmarkierungen völlig von der Beschränkung ihrer
Anzahl "n" befreit ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung erfordert ein Anstieg der
Anzahl "n" der Standardmarkierungen keine entsprechende
Abnahme ihrer Impulsbreite "t". Die Folge ist, daß die
magnetischen Standardmarkierungen sehr leicht
eingeschrieben werden können. Ferner können die
Standardmarkierungen erfolgreich unterschieden werden, ohne
Einfluß durch ihre Anzahl.
Die vorliegende Erfindung wird besonders vorteilhaft zur
Abstimmung zwischen der Rotorphase und der Encoderphase in
einem AC-Servosystem verwendet.
Claims (6)
1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium zum Abtasten der
Verschiebung und/oder der Entfernung, welches eine
Anzahl von magnetischen Einteilungen (11), welche in
einer ersten Spur (T1) nebeneinanderliegen, und eine
Vielzahl von magnetischen Standardmarkierungen
(211, 212, 213, 214) beinhaltet, die in einer zweiten
Spur (T2) mit konstantem Abstand voneinander entfernt
sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
jede Standardmarkierung (211, 212, 213, 214) in Form
eines einzelnen Strichs desselben Musters gegeben
ist, und daß
verschiedene Standardmarkierungen (211, 212, 213, 214)
von verschiedenen Identifikationsmarkierungen
(222, 223, 224; 232, 233, 234), welche in der zweiten Spur
(T2) angeordnet sind, begleitet werden.
2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß verschiedene Standardmarkierungen (211, 212, 213,
214) von verschiedenen Anzahlen von
Identifikationsmarkierungen (222, 223, 224) begleitet
werden.
3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede Identifikationsmarkierung (232, 233, 234)
ihre zugehörige Standardmarkierung (211, 212, 213,
214) kreuzt.
4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß verschiedene Standardmarkierungen (211, 212, 213,
214) sich mindestens in der Anzahl oder der Lage des
Kreuzungspunktes ihrer zugehörigen
Identifikationsmarkierungen (232, 233, 234)
unterscheiden.
5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der
Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten und zweiten Spuren (T1, T2) auf der
gleichen Seite des Mediums gebildet sind.
6. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der
Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten und zweiten Spuren (T1, T2) auf
verschiedenen Seiten des Mediums gebildet sind.
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