DE69308669T2

DE69308669T2 - Absolute kapazitive Positionsmesseinrichtung

Info

Publication number: DE69308669T2
Application number: DE69308669T
Authority: DE
Inventors: Carl-Erik Gustafsson; Bo Petterson
Original assignee: CE Johansson AB
Current assignee: CE Johansson AB
Priority date: 1992-06-29
Filing date: 1993-06-23
Publication date: 1997-09-11
Anticipated expiration: 2013-06-24
Also published as: SE9202005D0; US5333390A; JP3171998B2; SE9202005L; DE69308669D1; SE470271B; JPH06186053A; EP0579586A1; EP0579586B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Skalensystem für absolute Messungen mit wenigstens einer Skala, die sich entlang einer Meßlänge erstreckt und mit wenigstens einem Meßschieber, der in bezug auf die Skala beweglich ist, mit einem feinen Sensor zum Messen der absoluten Werte innerhalb jedes wechselseitigen Folgeintervalls oder jeder Graduierung entlang der Skala, mit einem groben Sensor zum Messen der absoluten Werte in bezug auf das Intervall oder die Graduierung in dem/der sich der feine Sensor zu diesem Zeitpunkt befindet und wobei jede Skala Skalenelektroden aufweist, die in einem vorbestimmten Muster angeordnet sind und die mit Meßelektroden zusammenarbeiten sollen, die in entsprechenden Meßköpfen befestigt sind, und wobei an die Meßelektroden für eine kapazitive Messung eine Versorgungsspannung angeschlossen ist, und wobei das Skalensystem außerdem eine Signalverarbeitungseinheit aufweist.
Systeme im wesentlichen dieser Art sind im Stand der Technik bekannt. Solche Systeme beinhalten jedoch ernstzunehmende Nachteile. Bei bekannten Systemen, die zwischen zwei Skalen "umschalten", die gegenseitig unterschiedliche Graduierungen haben, müssen die Elektroden extrem genau in einem Abstand voneinander angeordnet werden, wenn eine vergleichsweise große Gesamtmeßlänge erreicht werden soll. Andere bekannte Systeme, die eine fotoelektrische Grob- oder Ungefährskala verwenden, die auf der sogenannten Graukodierung (gray code) basieren, müssen hochkomplizierte Meßköpfe verwenden, die die Skala umgeben müssen und die eine Lichtsendeeinheit auf einer Seite der Skala und eine Lichtempfangsanordnung auf ihrer anderen Seite haben. Um eine vernünftige Skalenlänge zu erhalten, benötigen manche Systeme auch einen Meßschieber, der in Bewegungsrichtung des Schiebers eine lange axiale Ausdehnung hat.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein absolutes kapazitives Meßsystem, das unter anderem lange Meßlängen ermöglicht, ohne daß die Elektroden mit hoher Präzision in einem Abstand voneinander angeordnet werden müssen und das auch geeignet ist, relativ einfache und kurze Meßschieber einzusetzen. Die Erfindung bietet auch einige andere wichtige Verbesserungen für den bekannten Stand der Technik.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein absolutes Meßskalensystem mit wenigstens einer Skala, die sich entlang einer Meßlänge erstreckt, mit wenigstens einem Meßschieber, der in bezug auf die Skala beweglich ist, mit einem feinen Sensor zum Messen der absoluten Werte innerhalb aller Graduierungen entlang der Skala, mit einem groben Sensor zum Messen der absoluten Werte in bezug auf das Intervall, in dem der feine Sensor sich zu diesem Zeitpunkt befindet, und mit einer Signalverarbeitungseinheit, wobei jede Skala Skalenelektroden enthält, die in einem vorbestimmten Muster angeordnet sind und die mit Meßelektroden zusammenarbeiten, die in der Nähe eines Meßschiebers befestigt sind, und wobei an die Meßelektroden für eine kapazitive Messung eine Versorgungsspannung angeschlossen ist.
Das System ist in der Hauptsache dadurch gekennzeichnet, daß der grobe Sensor wenigstens eine Grobskala aufweist, deren lineare Skalenelektroden einen vorbestimmten Winkel (α) mit der Bewegungseinrichtung eines Meßschiebers entlang der Skala definieren, daß lineare Meßelektroden des Meßschiebers ebenfalls einen korrespondierenden Winkel (α) mit der Bewegungsrichtung des Schiebers definieren, wodurch eine gegebene lineare Verschiebung (L) bei der genannten Bewegungsrichtung mit einer gegebenen relativen linearen Verschiebung (S) zwischen den Meßschieberelektroden und den Grobskalenelektroden in einer Richtung (α') senkrecht zur Ausdehnung der Skalenelektroden korrespondiert, wobei die Richtung einen vorbestimmten Winkel mit der Richtung der linearen Verschiebung definiert.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen und auch unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen genauer beschrieben.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Teil einer Feinskala und einen Meßschieber eines bekannten Skalensystems.
Fig. 2 zeigt diagrammartig die Prinzipien einer Grob- oder Ungefährskala und einen Meßschieber gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 zeigt mechanisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Grobskala, eines Meßschiebers und eines Signalsenders gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Grobskala, etc. gemäß der Erfindung.
Fig. 5 zeigt schamatisch zwei unterschiedliche Typen von Grobskalen mit untereinander unterschiedlichen periodischen Längen.
Fig. 6 zeigt zwei Skalen gemäß Fig. 5 in einer kompakten, übereinander angeordneten Konfiguration.
Fig. 7 zeigt schematisch zwei unterschiedlich angeordnete Grobskalen, wobei die Skalen zueinander in einer sich längs erstreckenden Ebene gespiegelt sind.
Fig. 8 zeigt zwei Skalen gemäß Fig. 7, wobei zwischen den Skalen eine Speisung in Gegenphase vorliegt.
Fig. 9 zeigt eine Gegenphasenspeisung in Signalform.
Fig. 10 zeigt eine Gegenphasenspeisung gemäß den Fig. 8 und 9 in Form einer Meßelektrode bei den Skalen gemäß Fig. 8.
Fig. 11 zeigt schematisch zwei Feinskalen, wobei die Skalen gegenseitig phasenverschoben sind und wobei die Senderteile der Skalenelektroden miteinander verbunden sind.
Fig. 12 zeigt schematisch ein Teil eines erfindungsgemäßen Skalensystems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, wobei dieses Ausführungbeispiel in manchen Fällen bevorzugt wird.
Das in Fig. 1 dargestellte Skalensystem ist im Detail in der schwedischen Patentschrift Nr. 7 714 010-1 oder der britischen Patentschrift GB-A-2 009 944 beschrieben und enthält unter anderem eine graduierte Skala 1, die mit einem ersten System von Skalenelektroden 2, 3 und einem Meßschieber 4 ausgestattet ist, der entlang der Skala verschiebbar ist und der mit einem zweiten Elektrodensystem 5 bis 8 versehen ist. Der Elektrodenabstand oder die Elektrodenteilung ist so gewählt, daß
P = p/ n
wobei
p = der Elektrodenabstand des Schiebers
P = der Elektrodenabstand der Skala und
n = Anzahl von Elektroden in jeder Phasengruppe auf dem Schieber ist.
Die Richtung der Schieberbewegung ist durch den Pfeil 9 angegeben. Jede Elektrode einer Elektrodengruppe wird mit einer Wechselspannung gemäß einem zyklischen Muster beaufschlagt. Zum Zweck der Gleichrichtung des brauchbaren Signals sind normalerweise eine Vielzahl parallel gekoppelter Phasengruppen auf dem Schieber 4 angeordnet, und damit das Skalensystem wirkungsvoll arbeitet, muß der Schieber wenigstens eine gesamte Phasengruppe von Meßelektroden 5 bis 8 aufweisen.
Da die Länge einer Phasengruppe direkt mit der Länge der Skalenperiode zusammenhängt, bestimmt die größte zulässige Länge des Schiebers auch die größte zulässige Länge der Skalenperiode. Unter anderem aus praktischen Gesichtspunkten darf der Schieber nicht extrem lang sein. Eine Maximallänge beträgt vorzugsweise etwa 50 bis 100 mm. Der maximale Arbeitsbereich des Schiebers liegt damit bei etwa 100 mm, was ungünstigerweise zu kurz ist für die meisten Anwendungsfälle.
Das in Fig. 2 dargestellte prinzipielle Skalensystem hat auch einen Meßschieber 10, der mit Meßelektroden 10 bis 14 ausgestattet ist. Die Richtung, in der der Schieber bewegt wird, ist durch den Pfeil 15 angegeben. Das System von Fig. 2 enthält auch eine Grob- oder Ungefährskala 18, die mit Skalenelektroden 16, 17 ausgestattet ist, die mit der zuvor genannten Bewegungsrichtung 15 des Schiebers einen vorbestimmten Winkel α einnehmen, wobei die Meßelektroden 11 bis 14 des Meßschiebers auch einen vorbestimmten Winkel mit der Bewegungsrichtung 15 definieren, wobei dieser Winkel vorzugsweise mit dem Winkel α korrespondiert. Damit korrespondiert eine gegebene Bewegung L des Schiebers in Bewegungsrichtung 15 mit einer gegebenen Relativbewegung zwischen den Meßelektroden 11 bis 14 des Meßschiebers und den Skalenelektroden 16, 17 der Grobskala in einer Richtung α' senkrecht zur Erstreckung der Skalenelektroden 16, 17, wobei diese Richtung mit der zuvor genannten Bewegungsrichtung einen vorbestimmten Winkel α + 90º definiert, wie sich aus Fig. 2 ergibt.
Fig. 3 und 4 zeigen beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung genauer. Die Bezugsziffer 19 markieit eine Skala, die mit einer Vielzahl von vorzugsweise in gleichem Abstand zu einander befindlichen Skalenelektroden 20, 21 versehen ist. Ein Meßschieber 22, der auf der Skala 19 angebracht ist, ist entlang der Skala beweglich und trägt eine Vielzahl von Meßelektroden 23 (11 bis 14), Senderelektroden 23 und, im abgebildeten Fall in Fig. 3, Empfangerelektroden 24, die in einem vorbestimmten Muster angeordnet sind. Wie zuvor erwähnt wurde, wird jede der Meßelektroden mit Wechselspannung gemäß einem zyklischen Muster beaufschlagt. Die Skalenelektroden enthalten Senderteile 26 und Meßteile 25 und die Empfängerelektroden 24 sind dafür vorgesehen, durch Aktivität der Senderteile 26 entstehende Signale einzufangen, die von den Meßteilen 25 empfangen werden und diese Signale an eine Signalverarbeitungseinheit 27 weiterzuleiten, die mit den Empfangerelektroden verbunden ist.
Somit enthalten die Grobskalenmeßelektroden 20, 21, ein Meßteil 25, das den genannten Winkel α mit der genannten Bewegungsrichtung 15 definiert und ein Sendeteil 26. Im Fall des in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiels sind dieses Sendeteil 26 und in ähnlicher Weise das Meßteil 25 getrennt und elektrisch isoliert von den Sendeteilen verbleibender Skalenelektroden und dafür vorgesehen, mittels wenigstens einer der Empfängerelektroden vom Meßschieber getragen zu werden, von dem Empfängerelektrodensignale an die Signalverarbeitungseinheit 27 gesendet werden. Im Fall des Ausführungsbeispiels von Fig. 4 ist der Sendeteil 26 mit einem Sendeteil 28 verbunden und bildet einen Teil von diesem, der mit mehreren Skalenelektroden gemeinsam angeordnet ist und direkt mit der Signalverarbeitungseinheit 27 verbunden ist.
Das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel enthält zwei Arten von Grobskalen 19, die zueinander unterschiedliche periodische Längen La, Lb aufweisen, wobei der Meßvorgang zwischen den beiden Skalen "umschaltet", um eine unzweideutige Bestimmung der absoluten Positionen entlang der Skala über eine bestimmte Distanz oder Länge M gemäß der Gleichung
zu erreichen.
Die Phase M beträgt zum Beispiel bei La = 131,072 mm und Lb = 135,168 mm 4194 mm, was für die meisten Größen von Koordinatemneßgeräten oder z. B. Maschinenwerkzeugen genügt. Natürlich kann sich die Wahl von La und/oder Lb von den zuvor genannten Werten unterscheiden, so daß M dementsprechend länger oder kürzer wird.
Die in Fig. 5 dargestellte Skalenkonfiguration hat eine ausgeprägte Erstreckung 6 quer zur Längsachse der Skalen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel, Fig. 6, das in einigen Fällen bevorzugt wird, sind die beiden Grobskalen 19 eines Grobskalenpaares unterschiedlicher Typen und unterschiedlicher periodischer Längen zueinander ineinander angeordnet, wobei ihre entsprechenden Sendeteile auf gegenüberliegenden Seiten der Skalenkonfiguration angeordnet sind, die die beiden Skalen enthält, um ein kompaktes Skalensystem zu erhalten. In der Konfiguration von Fig. 6 kann ein und dieselbe Gruppe von Meßelektroden 23 auf dem Schieber verwendet werden, um Signale an beide Skalen zu liefern.
Wie sich aus Fig. 7 ergibt, ist dort um die Empfindlichkeit für Bewegungen quer zur Schieberbewegungsrichtung, beispielsweise als Ergebnis einer Schräglage der Skala oder Skalen 19, für jede Grobskala 29 definierter periodischer Länge eine erste Skala 29, eine zweite korrespondierende Grobskala 29', eine zweite Grobskala 29' vorgesehen, die in einer Ebene, die parallel zur vorgenannten Bewegungsrichtung liegt, spiegelbildlich zur ersten Grobskala 29 angeordnet ist, und die sich unter rechten Winkeln zur Ebene der ersten Skala erstreckt, wobei ein Meßschieber 30 Meßelektroden 23' für die zweite Grobskala 29' aufweist, wobei diese Elektroden ein Spiegelbild der Meßelektroden 23 der ersten Skala ähnlich den spiegelbildlichen Skalen 29, 29' sind, und wobei die Signale, die von den beiden Skalen kommen, zusammen verarbeitet werden, um Meßfehler zu eliminieren, die beispielsweise aus einer Schräglage der Skala oder Skalen herrühren. Somit sind, wenn der Schieber 30 in Richtung 15 bewegt wird, die Meßelektrodengruppen 23, 23' auf dem Schieber simultan in derselben Stellung in bezug auf die Meßteile 25, 25' der Skalenelektroden angeordnet. Andererseits, für den Fall einer Relativbewegung zwischen dem Schieber und den Skalen in einer Richtung Y quer zur Längsachse der Skalen, wird die obere Meßelektrodengruppe 23, die im Beispiel von Fig. 7 in einer Position mit der S-Phase direkt über dem Meßteil 25 angeordnet ist, in eine Position bewegt, in der die R-Phase progressiv mehr Wirkung bekommt. In ihrer Startposition ist die gespiegelte Elektrodengruppe 23' ebenfalls in einer Position angeordnet, bei der die S- Phase direkt überhalb dem Meßteil 25' liegt, und in eine Stellung verschoben, in der die T- Phase mehr zur Wirkung gebracht wird. Da die R-Phase und die T-Phase zueinander um 180º phasenverschoben sind, heben sich jegliche Falschangaben gegeneinander auf. Die in Fig. 7 dargestellte Anordnung macht somit das Skalensystem unempfindlich für jede Bewegung in Y-Richtung und für jeden Parallelitätsfehler zwischen den Skalen 29, 29' und die Bewegungsrichtung 15 des Meßsystems.
Wenn die miteinander verbundenen Sendeteile 28, Fig. 4 und 8 der Skalen, eingesetzt werden, besteht ein Risiko, daß diese Sendeteile mit den Skalenelektroden "Antennen" bilden, die äußere elektrische Interferenzen einfangen, beispielsweise Interferenzsignale von Elektromotoren, Beleuchtungssystemen und dergleichen. Dieses Problem wird durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, dargestellt in den Fig. 8 und 9 gelöst, gemäß dem die Speisung für die Meßelektroden 23' für die eine 29' der Skalen in einem Paar 29, 29' gespiegelter Skalen angeordnet ist für Gegenphasensignale R', S', T', U' verglichen mit der Speisung R, S, T, U für die andere Skala 29, so daß die Speisung gegenseitig korrespondierender Meßelektroden um 180º gegeneinander phasenverschoben sind, wobei ein betriebsbereiter Gleichrichter 27' vorgesehen ist, um die Signale der entsprechenden Skalen 29, 29' zu verarbeiten. Der betriebsbereite Gleichrichter 27' und die Sendeteile 28, 28' sind so angeordnet, daß ein gemeinsamer Sendeteil 28' mit dem positiven Eingang (+) des Gleichrichters verbunden ist, wobei der andere Sendeteil 28, der die gegenphasigen Signale liefert, mit dem negativen Eingang (-) des Gleichrichters verbunden ist, so daß beide Signale, beispielsweise S und S', wie in Fig. 8 gezeigt ist, gleich abgehen, um das Ausgangssignal Sut des betriebsbereiten Gleichrichters zu bilden. Da sie zum Meßsignal entgegengesetzt sind, gehen alle Interferenzsignale in beide Sendeteile 28, 28' mit der gleichen Phase und Richtung (Sinn) und werden somit vom Gleichrichter 27' unterdrückt. Der eingesetzte Gleichrichter ist vorzugsweise ein sogenannter Gleichtaktunterdrückungsgleichrichter hoher Leistung.
Wie sich aus Fig. 9 ergibt, führen die um 180º phasenverschobenen Signale in einem vierphasen-Speisesystem nur zu einer 180º-Verschiebung der Phasenordnung in der gespiegelten Gruppe von Meßelektroden auf dem Schieber, wobei, Fig. 9, die Phase R' identisch ist mit der Phase T, die Phase S' identisch ist mit der Phase U usw. Das Verhältnis zwischen Gegenphase und Phase ist wie folgt:
R' = T
S' = U
T' = R
U' = S
Die letztendliche Phasenspeisedarstellung, gezeigt in Fig. 10, wird erreicht, wenn R', S', T' und U' durch ihre Äquivalente gemäß der obigen Tabelle ersetzt werden.
Die bevorzugte Konfiguration der Feinskala, dargestellt in Fig. 11, enthält zwei Skalen a, b, wobei die Skalenelektroden jeder Skala einen gemeinsamen Sendeteil 31 haben, der sich vorzugsweise über die Gesamtlänge der Skala erstreckt, d. h. die Skalenelektroden laufen kontinuierlich über die volle Länge der Skala. In diesem Fall wird bevorzugt, daß jede Skala direkt mit der Signalverarbeitungseinheit 27 verbunden ist. Die Skalen a, b, sind zueinander vorzugsweise um 180º phasenverschoben, wodurch zwei differentiale Signale erreicht werden, um zu ermöglichen, daß äußere elektrische Interferenzen und Störungen unter Zuhilfenahme eines betriebsbereiten Gleichrichters 27' mit sogenannter Gleichtaktunterdrückung unterdrückt werden.
Fig. 12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel von Grobskalen, das einen ersten Typ einer Grobskala 2a, 2b relativ kurzer periodischer Länge, beispielsweise einer periodischen Länge von 131,072 mm und einen zweiten Typ einer Grobskala 3a, 3b mit einer relativ langen periodischen Länge, in vielen Fällen vorzugsweise die gesamte Meßlänge, z.B. 2000 mm aufweist. Jede Grobskala 2, 3 ist mit differentialen Skalen und einer differentialen Speisung versehen, die Phase/Phase messen, wie unter bezug auf die Fig. 7, 8 und 9 beschrieben wurde. Im Falle dieses Systems wird eine absolute Messung mittels der Feinskala in ihrer Skalenperiode, beispielsweise 2,048 mm erreicht und zwar so, daß die Position der betroffen Feinperiode innerhalb einer Skalenperiode der höchst feingraduierten Grobskala 2 mit dieser Grobskala 2 erreicht werden kann und so, daß die Stellung der kürzeren Grobskalaperiode innerhalb der Grobskala die längste Skalenperiode hat, mittels der Grobskala 3 erreicht werden kann, die die längste Skalenperiode hat.
Die Art und Weise, in der das erfindungsgemäße Skalensystem arbeitet, ergibt sich im wesentlichen aus dem Vorhergehenden. Damit besteht ein fundamentales Merkmal des Systems darin, daß die Skalenelektroden der Grobskala oder der Grobskalen in bezug auf die Bewegungsrichtung 15 angewinkelt sind, wodurch eine Relativbewegung in Richtung L, Fig. 2, auch zu einer Relativbewegung zwischen den Meßelektroden des Meßschiebers und den Elektroden der Skala in der empfindlichen Bewegungsrichtung α' des Systems führt, wobei α ausgewählt werden kann, um zu ermöglichen, daß ein gewünschtes Sendeverhältnis zwischen den Bewegungen in den Richtungen L (15) und α' im Prinzip von der Bewegung in L- Richtung entkoppelt werden und an laufende Bedürfnisse betreffend Auflösung, akzeptierbare Schieberlänge etc. angepaßt werden.
Man sieht auch, daß die vorliegende Erfindung wichtige Vorteile gegenüber der bekannten Technik mit sich bringt. In bezug auf die Skalenelektrodenabstände wird weniger Genauigkeit verlangt. Der Meßschieber kann in einer einfachen Konstruktion ausgeführt sein. Das System kann mit einem großen absoluten Meßbereich ausgerüstet werden, ohne daß die Länge des Meßschiebers in unzweckmäßige Längen zunimmt. Außerdem werden weitere Vorteile erreicht.
Obwohl die Erfindung im vorstehenden unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist klar, daß andere Ausführungsbeispiele und kleine Änderungen innerhalb der Konzeption der Erfindung liegen.
Beispielsweie beträgt gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen die Skalenperiode der Feinskala 2,048 mm. Außerdem ist die Auflösung der Signalverarbeitungseinheit 1/4096 des Skalenelektrodenabstands oder der Unterteilung in α'-Richtung, wobei dieser Abstand im Fall der bevorzugten Ausführungsformen 4,096 mm beträgt. Die Auflösung beträgt dann 1 µm in der genannten Richtung. In bezug auf die höchst feine graduierte Grobskala wird α so gewählt, daß L, das heißt die Länge, die in Bewegungsrichtung 15 zurückgelegt wird, Fig. 2, ein binäres Vielfaches 64 der periodischen Länge der Feinskala beträgt, nämlich 2,048 mm. In diesem Fall ist α = 1,7908º. Eine Einheit in der Auflösung der Signalverarbeitungseinheit wird dann eine Auflösung in Schieberbewegungsrichtung 15 gemäß der
Auflösung in L = 64 x 2,048/4096 = 0.032 mm
ergeben.
Es wird eine absolute Meßlänge von 64 x 2,048 = 131.072 mm erreicht mit einer Meßauflösung von 32 µm über diese Länge.
Man versteht, daß die Erfindung nicht auf die zuvor beschriebenen und erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, und daß Modifikationen und Änderungen innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Ansprüche durchgeführt werden können.

Claims

1. Skalensystem mit wenigstens einer Skala (1), die sich entlang einer Meßlänge erstreckt, mit wenigstens einem Meßschieber, der in bezug auf die Skala beweglich ist, mit einem feinen Sensor zum Messen der absoluten Werte innerhalb aller Intervalle entlang der Skala (1), mit einem groben Sensor (2a, b, 3a, b, 16, 17, 20, 21, 25, 25'; 11-14, 23, 23') zum Messen der absoluten Werte in bezug auf das Intervall, in dem der feine Sensor sich zu diesem Zeitpunkt befindet, und mit einer Signalverarbeitungseinheit (27, 27'), wobei jede Skala Skalenelektroden enthält die in einem vorbestimmten Muster angeordnet sind, und die mit Meßelektroden zusammenarbeiten, die in der Näne eines Meßschiebers befestigt sind, und wobei an die Meßelektroden für eine kapazitive Messung eine Versorgungsspannung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der grobe Sensor wenigstens eine Grobskala (2, 3, 18, 19) aufweist, deren lineare Skalenelektroden (2a, b, 3a, b, 16, 17, 20, 21, 25, 25') einen vorbestimmten Winkel (α) mit der Bewegungsrichtung eines Meßschiebers entlang der Skala definieren, daß lineare Meßelektroden (11-14, 23, 23') des Meßschiebers ebenfalls einen korrespondierenden Winkel (α) mit der Richtung der Schieberbewegung definieren, wobei eine gegebene lineare Verschiebung (L) bei der genannten Bewegungsrichtung (15) mit einer gegebenen relativen Linearverschiebung (S) zwischen den Meßschieberelektroden und den Skalenelektroden der Grobskala in einer Richtung (α') senkrecht zur Erstreckung der Skalenelektroden korrespondiert, wobei die Richtung einen vorbestimmten Winkel mit der Richtung der linearen Verschiebung definiert.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Skalenelektroden der Grobskala ein Meßelement (25, 25') aufweisen, das den Winkel (α) mit der Bewegungsrichtung definiert, und ein Übertragungselement (26, 28, 28') aufweisen, das entweder von den Übertragungselementen (26) verbleibender Skalenelektroden getrennt und dafür vorgesehen ist, mittels wenigstens einer der von dem Meßschieber getragenen Empfängerelektroden (24) abgetastet zu werden und von dem Signale zu der Signalverarbeitungseinheit (27) übertragen werden sollen, oder mit einem Übertragungselement (28, 28') verbunden ist und einen Teil eines Übertragungselementes (28, 28') aufweist, das mit mehreren Skalenelektronen gemeinsam angeordnet ist und das direkt mit der Signalverarbeitungseinheit (27) verbunden ist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch zwei Arten von Grobskalen, die zueinander unterschiedliche periodische Längen (La, Lb) haben, wobei die Änderungen zwischen den beiden Skalen dafür verwendet werden, die absoluten Positionen über eine festgelegte Strecke oder Länge (M) entsprechend der Gleichung

unzweideutig festzulegen.

4. System nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Grobskalen bei einem Paar von Grobskalen unterschiedlicher Typen und mit unterschiedlichen periodischen Längen eine in der anderen angeordnet sind, wobei ihre entsprechenden Übertragungselemente sich auf gegenüberliegenden Seiten der Skalenanordnung einschließlich der beiden Skalen befinden, um ein kompaktes Skalensystem zu bilden.

5. System nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Grobskala, eine erste Grobskala, eine weitere korrespondierende Grobskala, eine zweite Grobskala vorgesehen ist, die in einer Ebene, die sich parallel zur Bewegungsrichtung erstreckt und senkrecht zur Ebene der ersten Skala liegt, spiegelbildlich ist, daß die Meßskala auch Meßelektroden für die zweite Grobskala aufweist, die in einer mit den Skalen korrespondierenden Art und Weise spiegelbildlich zu den Meßelektroden der ersten Skala sind, wobei die Signale der beiden Skalen zusammen verarbeitet werden sollen, um Meßfehler auszuschalten, die sich aus einer Meßschieberbewegung quer zur Bewegungsrichtung, beispielsweise aufgrund einer Neigung der Skala oder der Skalen ergeben.

6. System nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgung für die Meßelektroden einer der Skalen in einem Paar spiegelbildlicher Skalen für gegenüber der Versorgung der anderen Skala gegenphasige Signale (R', S', T', U') angeordnet sind, so daß die Versorgungen für gegenseitig entsprechende Meßelektroden um 180º relativ zueinander phasenverschoben sind, und daß das System einen Operationsverstärker zum Verarbeiten der Signale entsprechender Skalen, vorzugsweise unter Zuhilfenahme der sogenannten Gleichtaktunterdrückung zum Ausschalten einer Interferenz aufweist.

7. System nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, gekennzeichnet durch einen ersten Typ einer Grobskala mit einer relativ kurzen periodischen Länge (La) und einer zweiten Art einer Grobskala mit einer relativ langen periodischen Länge (Lb), die dieselbe Größe hat wie die gesamte Meßlänge.

8. System nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 gekennzeichnet durch eine Feinskala (1), wobei die Übertragungselemente (31) der Skalenelektroden vorzugsweise über die gesamte Länge der Skala verbunden sind, und dadurch, daß die Übertragungselemente direkt mit der Signalverarbeitungseinheit (27) verbunden sind.

9. Skalensystem nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch zwei Feinskalen, die zueinander um 180º phasenverschoben angeordnet sind, wobei das System einen Operationsverstärker (27') zum Verarbeiten der unterschiedlichen Signale aufweist, die von den beiden Skalen erhalten werden, um äußere elektrische Interferenzen zu unterdrücken, vorzugsweise entsprechend der sogenannten Gleichtaktunterdrückung.