DE4309881C1

DE4309881C1 - Absolute position measuring device - uses sensor with strip sensor elements scanning successive codes in adjacent measuring track segments

Info

Publication number: DE4309881C1
Application number: DE19934309881
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr Dettmann; Uwe Loreit; Heiko Wagner
Original assignee: INST MIKROSTRUKTURTECHNOLOGIE
Current assignee: HELMUT HUND GMBH, 35580 WETZLAR, DE LUST ANTRIEBST
Priority date: 1993-03-26
Filing date: 1993-03-26
Publication date: 1994-05-19
Anticipated expiration: 2013-03-27

Abstract

The position measuring device uses a measuring rod carrying adjacent code elements (4,5,6) representing corresponding absolute values, which are scanned by a sensor (1) with a number of strip sensor elements (8), having a width which is less than the width of the code elements. The measuring track (2) is divided into segments (3) of equal length, each segment containing an equal number of code elements. The code elements of adjacent segments have complementary physical characteristics detected by the sensor elements, each of the code elements in each segment having a different length. USE/ADVANTAGE - Semiconductor component technology.High measuring accuracy over long measuring length.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur absoluten Positionsmessung mit einem Maßstab und einem dagegen in Längsrichtung beweglichen Sensor, die zur präzisen Ermittlung von Abständen in gerader Linie oder auf gekrümmten, z. B. kreisförmigen Linien, dient. Solche Messungen werden in zunehmendem Maße im Maschinenbau, in der Feinwerktechnik oder in der Technologie der Halbleiterbauelemente erforderlich. Anordnungen zur Bestimmung der Absolutposition mit Magnetfeldsensoren sind bekannt. So wird beispielsweise in der Patentschrift DE 36 11 469 C2 eine Anordnung beschrieben, bei der sich ein mit einem Dauermagneten markiertes Teil gegenüber einer Magnetfeldsensoranordnung bewegt. Die Magnetfeldsensoren stellen die jeweilige Position des Magneten fest. Nachteilig an so einer Anordnung ist, daß bei großen Längen der Positionsveränderung eine sehr große Anzahl von Sensoren gebraucht wird, da die gesamte Meßstrecke mit Sensoren in geringem Abstand ausgerüstet sein muß.The invention relates to an arrangement for absolute position measurement with a Scale and a longitudinally movable sensor, which for precise Determination of distances in a straight line or on curved, e.g. B. circular Lines, serves. Such measurements are increasingly used in mechanical engineering, in precision engineering or in the technology of semiconductor components. Arrangements for determining the absolute position with magnetic field sensors are known. For example, in the patent DE 36 11 469 C2 an arrangement described in which a part marked with a permanent magnet faces each other a magnetic field sensor arrangement moves. The magnetic field sensors provide the position of the magnet. A disadvantage of such an arrangement is that large lengths of position change a very large number of sensors is used because the entire measuring section with sensors at a short distance must be equipped.

Eine andere Anordnung, die mit zwei Magnetfeldsensoren auskommt, und die einen dagegen beweglichen Maßstab mit zwei Magnetspuren benutzt wird in der Patentschrift DE 33 08 404 C2 angegeben. Die beiden Spuren des Maßstabes sind in periodischen Abständen jeweils entgegengesetzt magnetisiert, die Periodenlänge der beiden Spuren ist jedoch unterschiedlich, so daß die eine Spur auf der Gesamtlänge mindestens eine Periode mehr enthält als die andere. Aus der Phasendifferenz der beiden Sensorausgangssignale wird die absolute Position ermittelt. Die Phasendifferenz muß zur sicheren Positionsermittlung mit einem Fehler aus den beiden Sensorsignalen bestimmt werden, der wesentlich kleiner ist als das Reziproke der Anzahl der insgesamt vorhandenen Perioden. Bei beispielweise 100 Periodenlängen in einer Spur und damit 101 Periodenlängen in der anderen bedeutet das, daß das örtliche Magnetfeld mit einer relativen Abweichung von etwa 1 Promill gemessen werden muß. Da die Meßgenauigkeit kaum größer gemacht werden kann, ist damit die Gesamtlänge der absolut anzugebenden Strecke stark eingeschränkt.Another arrangement that gets by with two magnetic field sensors and one on the other hand, a movable scale with two magnetic tracks is used in the Patent specification DE 33 08 404 C2 specified. The two traces of the scale are in periodic intervals magnetized in opposite directions, the period length of the However, the two tracks are different, so that the one track on the entire length contains at least one period more than the other. From the phase difference of the the absolute position is determined for both sensor output signals. The For safe position determination, the phase difference must have an error from the two Sensor signals are determined, which is significantly smaller than the reciprocal of Number of total periods available. For example, with 100 period lengths in one track and thus 101 period lengths in the other means that the local Magnetic field with a relative deviation of about 1 per thousand must be measured. Since the measuring accuracy can hardly be made larger, the total length is therefore of the absolutely specified route is severely restricted.

Ein optisches Absolutmeßverfahren, das wesentlich größere Längen aufgrund der verwendeten Codierungsmethode zuläßt wird in dem Artikel Raummaßstab in der Koordinatenmeßtechnik "in der Zeitschrift "Kontrolle" vom Juni 1991, Seite 6 bis 10, beschrieben. Der Maßstab besteht aus in gleichmäßigem Abstand aufgebrachten Strichen in einer Spur. Jeder zehnte Strich ist als Abtrennung der Codierungseinheit besonders breit. Die dazwischen liegenden neun Striche können zwei unterschiedliche Breiten haben. Damit ist ein Binärcode für die Zuordnung der jeweiligen Längenintervalle vorhanden, der im Prinzip auf beliebige Längen ausgedehnt werden kann. Dabei werden hohe Auflösungen im Bereich von 10 nm und hohe Genauigkeiten in Bereich von 0,5 µm erreicht. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß zur Messung das Maßstabsmuster mit Hilfe von Meßkameras auf CCD-Zeilen projiziert werden muß. Das und die Auswertung des Bildes bedeuten einen hohen Aufwand.An optical absolute measuring method that is much longer due to the used coding method is allowed in the article room scale in the Coordinate measurement technology "in the magazine" Control "from June 1991, page 6 to 10. The scale consists of applied at an even distance Lines in one track. Every tenth line is a separation of the coding unit particularly wide. The nine lines in between can be two different ones Have widths. This is a binary code for the assignment of the respective Length intervals exist, which in principle can be extended to any length can. High resolutions in the range of 10 nm and high accuracies reached in the range of 0.5 µm. The disadvantage of this method is that for measurement the scale pattern can be projected onto CCD lines with the aid of measuring cameras got to. This and the evaluation of the image mean a lot of effort.

In der Offenlegungsschrift DE 39 10 873 A1 wird eine Meßvorrichtung zur Bestimmung der Absolutposition beschrieben, bei der auf einem Maßstab jeweils n aufeinanderfolgende Codemarken ein Codewort bilden. Die Aufeinanderfolge der Codemarken entspricht einer Pseudozufallsfolge. Wie die Fig. 2 der angegebenen OS zeigt, ist es so durchaus möglich, daß mehrere Codemarken gleicher Eigenschaft direkt nebeneinander liegen. Dadurch wird die Anwendung von Auswerteverfahren für die Signale des Längensensorelementes, die zur Kompensation der Störeinflüsse von außen und von Temperatureinflüssen mit Signaldifferenzen in bestimmten Abständen in Maßstabslängsrichtung arbeiten, ausgeschlossen. Darüberhinaus wird im Falle magnetisch gekennzeichneter Codemarken eine stark vom Abstand zwischen Maßstab und Längensensor abhängige Lage der Grenzen zwischen den Codemarken auftreten, die zu fehlerhaften Ergebnissen führt oder zumindest die Toleranzen für den Abstand so stark einschränken, daß deren Einhaltung nur mit Führungen eingehalten werden kann, deren Herstellung und Justierung einen sehr hohen Aufwand bedeuten.The published patent application DE 39 10 873 A1 describes a measuring device for determining the absolute position, in which n successive code marks form a code word on a scale. The sequence of the code marks corresponds to a pseudo random sequence. As shown in Fig. 2 of the specified OS, it is quite possible that several code marks of the same property lie directly next to each other. This precludes the use of evaluation methods for the signals from the length sensor element, which work to compensate for external interference and temperature influences with signal differences at certain intervals in the longitudinal direction of the scale. In addition, in the case of magnetically marked code marks, there will be a position of the borders between the code marks that is strongly dependent on the distance between the scale and the length sensor, which leads to incorrect results or at least limits the tolerances for the distance to such an extent that compliance can only be maintained with guides, the manufacture and adjustment of which are very expensive.

Damit besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Anordnung zur Bestimmung der Absolutposition anzugeben, die bei großer Meßlänge und hoher Auflösung und Genauigkeit mit geringem Aufwand herstellbar ist.The object of the invention is therefore to provide an arrangement for determining the Specify the absolute position, the large measuring length and high resolution and Accuracy can be produced with little effort.

Diese Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch angegebene Anordnung sowie die in den weiteren Ansprüchen formulierten Ausführungsformen gelöst. Für die Bestimmung der Absolutposition ist nur eine Spur eines Maßstabes entsprechend dem Hauptanspruch und ein Sensor mit nebeneinanderliegenden streifenförmigen Sensorelementen erforderlich. Da der Sensor sich lediglich über die Länge von einem Bereichspaar ausdehnt und sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet, ist seine kostengünstige Herstellung gewährleistet. Die Wiederholung der Verteilung der Codeelemente in den beiden Bereichen eines Bereichspaares erfolgt mit gleichen Längen, denen jedoch die jeweils komplementäre physikalische Größe zugewiesen ist. Unter komplementär wird im Falle eines optischen Maßstabes beispielsweise verstanden, daß die Codeelemente lichtdurchlässig oder lichtundurchlässig sind. Ebenso könnte beispielsweise die Polarisationsrichtung des Lichtes im Gebiet des ersten Codeelementes nach rechts und im dazu komplementären nach links gedreht werden. Im Falle elektrischer bzw. magnetischer Maßstäbe und zugehöriger Sensorelemente kann einem ersten Codeelement mit einer bestimmten Richtung der elektrischen Polarisation bzw. der Magnetisierung ein komplementäres mit entgegengesetzt gerichteter elektrischer Polarisation bzw. Magnetisierung zugeordnet sein. Die Wiederholung der Verteilung der Codeelemente mit komplementären Größen und die Differenzbildung der Ausgangssignale der Sensorelemente, die jeweils um eine Bereichslänge entfernt liegen, hat zur Folge, daß die Ausgangssignale von äußeren Störungen unabhängig sind. Die Längen der Codeelemente werden aus dem Abstand der Nulldurchgänge der Ausgangssignaldifferenzen ermittelt. Die Positionen dieser Nulldurchgänge sind temperaturunabhängig, und damit können auch die daraus ermittelten Längen der Codeelemente nicht temperaturabhängig sein.This object is achieved by the arrangement specified in the main claim and in the further claims formulated embodiments solved. For the Determining the absolute position is only a trace of a scale according to the Main claim and a sensor with adjacent strip-shaped Sensor elements required. Since the sensor is only the length of one Extends area pair and is characterized by a simple structure, is his cost-effective production guaranteed. Repeating the distribution of the Code elements in the two areas of a pair of areas are made with the same Lengths to which the complementary physical size is assigned. Complementary is, for example, in the case of an optical scale understood that the code elements are translucent or opaque. The direction of polarization of the light in the region of the first code element turned to the right and complementary to the left become. In the case of electrical or magnetic standards and related Sensor elements can be a first code element with a certain direction of electrical polarization or magnetization with a complementary assigned to oppositely directed electrical polarization or magnetization his. Repeating the distribution of code elements with complementary sizes and the difference between the output signals of the sensor elements, each by one Range length away has the consequence that the output signals from outside Disturbances are independent. The lengths of the code elements are from the distance of the zero crossings of the output signal differences. The positions of this Zero crossings are independent of temperature, and so can they determined lengths of the code elements are not temperature-dependent.

Es ist vorteilhaft, neben der Spur mit den Bereichspaaren auf dem Maßstab eine weitere, periodische Spur anzuordnen. Diese Spur wird mit zusätzlichen gleichen Einzel-Sensorelementen abgetastet. Nach bekannten Verfahren kann so die Position des Sensors gegenüber dem Maßstab innerhalb jeder Periodenlänge mit hoher Auflösung angegeben werden. Die Spur mit den Bereichspaaren wird dann nur noch benötigt, um anzugeben, in welcher der Perioden sich der Sensor gerade befindet. Damit ist selbst bei hoher Auflösung der Positionsbestimmung die Anwendung großer Bereichslängen und Periodenlängen möglich. Für diesen Fall sind dann nur geringe Anforderungen an die Justiergenauigkeit des Sensors gegenüber dem Maßstab vorhanden, so daß auch beim Aufbau des Meßsystems mit geringem Aufwand gearbeitet werden kann. Wird der Versatz zwischen den Bereichspaaranfängen und den Periodenanfängen als zusätzliche Information der Absolutposition benutzt, kann ein Abschnitt pro Bereich weniger benutzt werden. Damit können Sensorelemente eingespart werden und der einzusetzende Herstellungsaufwand ist noch geringer. Wird ein magnetischer Maßstab benutzt und die Sensorelemente sind durch magnetoresistive Schichtstreifen realisiert, kann die Differenz der Magnetfeldstärke in den Abschnitten der beiden Bereiche eines Bereichspaares in einfacher Weise durch Reihenschaltung der um eine Bereichslänge entfernt liegenden Schichtstreifen und Messung der Spannung an ihrem Verbindungspunkt bestimmt werden. So ist die notwendige Auswerteschaltung einfach und mit geringem Aufwand herstellbar.It is advantageous to have a scale next to the track with the area pairs to arrange another, periodic track. This track is the same with additional Individual sensor elements scanned. According to known methods, the position of the sensor compared to the scale within each period length with high Resolution can be specified. The track with the area pairs is then only needed to indicate in which period the sensor is currently. Thus, the application is large even with a high resolution of the position determination Area lengths and period lengths possible. In this case there are only a few Requirements for the adjustment accuracy of the sensor compared to the scale available, so that even when setting up the measuring system with little effort can be worked. If the offset between the area pair starts and the beginning of the period can be used as additional information about the absolute position one section per area can be used less. This allows sensor elements can be saved and the manufacturing effort to be used is even lower. Becomes a magnetic scale is used and the sensor elements are magnetoresistive Layer stripes realized, the difference in magnetic field strength in the sections of the two areas of a pair of areas in a simple manner by series connection the layer strips lying a distance away and measuring the Voltage at their connection point can be determined. So is the necessary Evaluation circuit can be produced easily and with little effort.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Dazu sind in Fig. 1 ein Maßstab mit einer Spur und ein dazugehöriger Sensor dargestellt. Fig. 2 zeigt einen Maßstab mit einer Spur und einer zusätzlichen periodischen Spur sowie den zugehörigen Sensor. Fig. 3 enthält die Anordnung der Einzel-Sensorelemente im Falle magnetoresistiver Schichtstreifen.The invention is explained below using an exemplary embodiment. For this purpose, a scale with a track and an associated sensor are shown in FIG. 1. Fig. 2 shows a scale with a track and an additional periodic track and the associated sensor. Fig. 3 presents the arrangement of the individual sensor elements in the case of magneto-resistive layer strips.

In Fig. 1 ist die Spur 2 eines Maßstabes von oben gesehen schematisch dargestellt. Der im Betrieb der Anordnung sich über dieser Spur 2 befindliche Sensor 1 ist in der Zeichnung nach oben verschoben, damit die Maßstabstruktur sichtbar wird . . Der Sensor 1 enthält soviele streifenförmige Einzel-Sensorelemente 8, daß sich innerhalb der Länge des kürzesten Codeelementes mindestens zwei Sensorelemente befinden. Die Streifenlängsrichtung verläuft quer zur Längsrichtung des Maßstabes 2. Die Spur 2 des Maßstabes ist in gleich lange Bereiche 3 aufgeteilt. Alle Bereiche 3 sind in eine gleiche Anzahl von Codeelementen 4; 5; 6 aufgeteilt. Im dargestellten Beispiel erfolgt eine Aufteilung in drei Codeelemente 4; 5; 6. Die Spur 2 des Maßstabes besteht aus magnetisierbarem Material. Die Codeelemente 4; 5; 6 sind abwechselnd in positiver und negativer Richtung magnetisiert. Die Codeelemente 4; 5; 6 eines Bereiches 3 haben unterschiedliche Längen. Zwei nebeneinanderliegende Bereiche 3 bilden ein Bereichspaar 7. Beide Bereiche 3 eines Bereichspaares 7 haben Codeelemente 4; 5; 6 und 4′; 5′; 6′ gleicher Länge in gleicher Reihenfolge, aber mit der komplementären Magnetisierung. Das erste Codeelement 4, 4′, usw. hat in allen Bereichen die gleiche Länge. Die Länge der beiden anderen Codeelemente 5 und 6 ändert sich vom Bereichspaar 7 zum Bereichspaar 17. Jede Längenkombination kommt auf dem gesamten Maßstab nur einmal vor. Welche Längenkombination welchem Bereichspaar 7; 17 in der Reihenfolge zuzuordnen ist, wird festgelegt. Jeder Längenkombination entspricht damit ein absoluter Längenwert. Beide werden als Positionscode in einem Speicher abgelegt. Von einem Bereichspaar 7 zum benachbarten 17 ändert sich die Länge der beiden Codeelemente 5 und 6 nur um einen Mindestwert, der durch den Sensor gerade noch mit Sicherheit nachweisbar ist.In Fig. 1, the track 2 of a scale is shown schematically seen from above. The sensor 1 located above this track 2 during operation of the arrangement is shifted upward in the drawing so that the scale structure is visible. . The sensor 1 contains so many strip-shaped individual sensor elements 8 that there are at least two sensor elements within the length of the shortest code element. The longitudinal direction of the strip runs transversely to the longitudinal direction of the scale 2. The track 2 of the scale is divided into regions 3 of the same length. All areas 3 are divided into an equal number of code elements 4 ; 5 ; 6 divided. In the example shown, there is a division into three code elements 4 ; 5 ; 6 . Track 2 of the scale is made of magnetizable material. The code elements 4 ; 5 ; 6 are magnetized alternately in the positive and negative directions. The code elements 4 ; 5 ; 6 of an area 3 have different lengths. Two adjacent areas 3 form a pair of areas 7 . Both areas 3 of a pair of areas 7 have code elements 4 ; 5 ; 6 and 4 '; 5 ′; 6 'of the same length in the same order, but with the complementary magnetization. The first code element 4 , 4 ', etc. has the same length in all areas. The length of the other two code elements 5 and 6 changes from area pair 7 to area pair 17 . Each length combination occurs only once on the entire scale. Which length combination which area pair 7 ; 17 is to be assigned in the order is determined. Each length combination therefore corresponds to an absolute length value. Both are stored in a memory as position codes. From one area to the adjacent pair of 7 17, the length of the two code elements 5 and 6 varies only by a minimum value which is detected by the sensor just with certainty.

Die Sensorelemente 8 auf dem Sensor (1) sind magnetoresistive Schichtstreifen 13. Sie ändern ihren Widerstand proportional zur Magnetfeldkomponente in Maßstabslängsrichtung. Wie in Fig. 3 dargestellt, wird diese Proportionalität durch die auf den Schichtstreifen 13 vorhandene Barberpolstrukur 14 bewirkt. Zu jedem Schichtstreifen 13 in der ersten Sensorhälfte ist ein Schichtstreifen 13 in der zweiten Sensorhälfte in Reihe geschaltet. Die in Reihe geschalteten Schichtstreifen 13 liegen genau um eine Bereichslänge 3 des Maßstabes auseinander. Bei Anlegen der Betriebsspannung an die Kontakte 15 erscheint an den Ausgängen 16 eine Spannung, die der Magnetfelddifferenz einschließlich Vorzeichen zwischen den Orten der zugehörigen Schichtstreifen 13 entspricht. Somit wird durch die Vielzahl der Einzel- Sensorelemente 8 ein Ausschnitt aus der Magnetfeldverteilung des Maßstabes über eine Länge wiedergegeben, die der eines Bereichspaares 7 entspricht. Durch die Felddifferenzmessung wird dabei die Einwirkung äußerer Störfelder ausgeschlossen. Aus der gemessenen Magnetfeldverteilung werden die Nulldurchgänge der Magnetfelddifferenz bestimmt. Aus der Differenz der Positionen der Nulldurchgänge ergeben sich die Abschnittslängen. Diese werden mit dem gespeicherten Code verglichen und so wird die jeweilige Position des Sensors 1 gegenüber dem Maßstab 2 festgestellt. Da bei dem Meßverfahren nur die Nulldurchgänge der Magnetfeldkomponente in Maßstabslängsrichtung benutzt werden, ist die Abhängigkeit ihrer Feldstärke vom Abstand zum Maßstab ohne Bedeutung, ebenso wie die Temperaturabhängigkeit der Auslenkung der magnetoresistiven Schichtstreifen 13. Die geringe Längenänderung der Codeelemente von einem Bereichspaar 7 zum benachbarten (17) ist erforderlich, damit die Differenzmessung auch für die Fälle zu auswertbaren Ergebnissen führt, in denen der Sensor 1 über zwei nicht zu einem Bereichspaar 7 gehörenden Bereichen 3 steht.The sensor elements 8 on the sensor ( 1 ) are magnetoresistive layer strips 13 . They change their resistance in proportion to the magnetic field component in the longitudinal direction of the scale. As shown in FIG. 3, this proportionality is brought about by the Barber structure 14 present on the layer strips 13 . A layer strip 13 in the second sensor half is connected in series with each layer strip 13 in the first sensor half. The layer strips 13 connected in series are exactly apart by an area length 3 of the scale. When the operating voltage is applied to the contacts 15 , a voltage appears at the outputs 16 which corresponds to the magnetic field difference including the sign between the locations of the associated layer strips 13 . The large number of individual sensor elements 8 thus reproduce a section of the magnetic field distribution of the scale over a length that corresponds to that of a pair of regions 7 . The field difference measurement excludes the influence of external interference fields. The zero crossings of the magnetic field difference are determined from the measured magnetic field distribution. The section lengths result from the difference in the positions of the zero crossings. These are compared with the stored code and the respective position of sensor 1 with respect to scale 2 is determined. Since only the zero crossings of the magnetic field component in the longitudinal direction of the scale are used in the measuring method, the dependence of their field strength on the distance to the scale is irrelevant, as is the temperature dependence of the deflection of the magnetoresistive layer strips 13 . The slight change in length of the code elements from one area pair 7 to the adjacent one ( 17 ) is necessary so that the difference measurement also leads to evaluable results in those cases in which the sensor 1 stands over two areas 3 not belonging to an area pair 7 .

Für Messungen mit höherer Auflösung wird in Fig. 2 eine Anordnung dargestellt. Hier ist parallel zur Spur 2 mit den Bereichen 3 eine rein periodische Spur 9 vorhanden. Der Sensor 10 enthält in dem Gebiet, das sich bei Betrieb der Anordnung über dieser Spur (9) befindet, weitere gleiche Sensorelemente 8. Mit diesen Sensorelementen 8 wird nach bekannten Verfahren die Position des Sensors 1 gegenüber der Spur 9 innerhalb der Periodenlänge mit hoher Auflösung festgestellt. In der wievielten Periode sich der Sensor befindet, wird aus der Spur 2 mit der Absolutcodierung abgelesen. Vorteilhafterweise wird die Periodenlänge nicht gleich der Bereichslänge 3 gewählt. Die Differenz zwischen Bereichslänge 3 und Periodenlänge ist so festgelegt, daß ein ganzzahliges Vielfaches von ihr sowohl die Bereichslänge als auch die Periodenlänge ergibt. So ergibt sich ein Versatz 12 zwischen Bereichsgrenze und Periodengrenze, der sich von Periode zu Periode ändert. Dieser Versatz wird bei der Messung der Magnetfeldverteilung mit dem Sensor 1; 10 erkannt und ergibt so eine weitere Information über die absolute Lage der jeweiligen Periode, die den Informationen aus den Längen der Codeelemente 4; 5; 6 hinzugefügt wird. Diese Information aus dem Versatz 12 wird praktisch ohne zusätzlichen Aufwand erhalten.An arrangement is shown in FIG. 2 for measurements with a higher resolution. Here there is a purely periodic track 9 parallel to track 2 with areas 3 . The sensor 10 contains further identical sensor elements 8 in the area that is above this track ( 9 ) when the arrangement is in operation. With these sensor elements 8 , the position of the sensor 1 relative to the track 9 within the period length is determined with high resolution using known methods. The number of periods in which the sensor is located is read from track 2 with the absolute coding. The period length is advantageously not chosen equal to the area length 3 . The difference between area length 3 and period length is determined so that an integer multiple of it gives both the area length and the period length. This results in an offset 12 between the area boundary and the period boundary, which changes from period to period. This offset is measured when measuring the magnetic field distribution with sensor 1 ; 10 is recognized and thus provides further information about the absolute position of the respective period, which is the information from the lengths of the code elements 4 ; 5 ; 6 is added. This information from the offset 12 is obtained practically without additional effort.

Claims

1. Arrangement for determining the absolute position, consisting of a scale with flat code elements that lie next to each other in a track, several code elements each representing an absolute value, and a sensor with strip-shaped sensor elements for scanning the code elements, the width of the sensor elements being significantly smaller than The width of the code elements is characterized in that the track ( 2 ) is subdivided into areas ( 3 ) of equal length and all areas ( 3 ) contain the same number of area code elements ( 4 ; 5 ; 6 ) such that two adjacent areas ( 3 ) , which form a pair of areas ( 7 ; 17 ), are divided into corresponding area code elements ( 4 ; 5 ; 6 ; 4 '; 5 '; 6 ') that the physical quantity to be detected by the sensor elements ( 8 ) in each case corresponding code elements ( 4 and 4 '; 5 and 5 '; 6 and 6 ') is complementary to one another that a certain code element ( 4 ; 4 ' ) in the order of the code elements ( 4 ; 5 ; 6 ) is characterized in all areas ( 3 ) by the fact that it has a shorter or greater length than all other code elements ( 5 , 5 '; 6 , 6 ') or that it has a predetermined length that no other code element ( 4 ; 5 ; 6 ) occurs in all areas ( 3 ) that the sensor ( 1 ) contains the strip-shaped sensor elements ( 8 ) over a length of the area pair ( 7 ; 17 ) at the same distance and that each offset by an area length ( 3 ) sensor elements ( 8 ) located opposite one another are connected to form the difference between their output signals.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that two adjacent area pairs ( 7 ; 17 ) differ only in the length of two code elements ( 5 ; 6 ) and that the length difference of the code elements ( 5 ; 6 ) of the two adjacent area pairs ( 7 ; 17 ) is always the same.

3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that all sensor elements ( 8 ) react to the physical quantity to be detected in the same way and that the number of code elements ( 4 ; 5 ; 6 ) per area ( 3 ) is odd.

4. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the sensor elements ( 8 ) over a first length, which corresponds to that of an area ( 3 ), under the influence of the same physical input variable, an opposite output signal to that of the sensor elements ( 8 ) over a second length, which corresponds to that of an area ( 3 ), and that the number of code elements ( 4 ; 5 ; 6 etc.) per area ( 3 ) is even.

5. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that in addition to the track ( 2 ) with the areas ( 3 ) consisting of code elements ( 4 ; 5 ; 6 ) of different lengths, an additional, purely periodic track ( 9 ) the scale is present and that the sensor ( 1 ; 10 ) contains additional sensor elements ( 8 ) for scanning this additional track ( 9 ) and that both the length of the area pair ( 7 ) and the period length are integral multiples of the difference between the length of the area pair ( 7 ) and the period length and that the respective offset between the start of the area pair ( 7 ) and the start of the period length is partial information about the absolute position.

6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the scale is alternately equipped with translucent and opaque code elements ( 4 ; 5 ; 6 ) and the sensor elements ( 8 ) have a display proportional to the light intensity.

7. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the scale is equipped with code elements ( 4 ; 5 ; 6 ) opposite magnetization direction and that the sensor elements ( 8 ) have a display proportional to the magnetic field.

8. Arrangement according to claim 7, characterized in that the sensor elements ( 8 ) are magnetoresistive layer strips ( 13 ) with barber pole structures ( 14 ).

9. Arrangement according to claim 8, characterized in that each magnetoresistive layer strip ( 13 ) from a first part of the sensor ( 1 ), which has the length of an area ( 3 ) of the scale, with the same sequence of layers from a second part of the sensor ( 1 ), the length of which also corresponds to the length of an area ( 3 ), is connected in series, and that the output voltage of the voltage dividers thus formed is proportional to the magnetic field difference between the locations of the corresponding magnetoresistive layer strips ( 13 ).