ES2244823T3 - Dispositivo de medicion de posicion. - Google Patents
Dispositivo de medicion de posicion.Info
- Publication number
- ES2244823T3 ES2244823T3 ES02787886T ES02787886T ES2244823T3 ES 2244823 T3 ES2244823 T3 ES 2244823T3 ES 02787886 T ES02787886 T ES 02787886T ES 02787886 T ES02787886 T ES 02787886T ES 2244823 T3 ES2244823 T3 ES 2244823T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- code
- difference
- partial
- elements
- zones
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims description 38
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 claims abstract description 63
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 12
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/34776—Absolute encoders with analogue or digital scales
- G01D5/34792—Absolute encoders with analogue or digital scales with only digital scales or both digital and incremental scales
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/249—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using pulse code
- G01D5/2492—Pulse stream
- G01D5/2495—Pseudo-random code
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/249—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using pulse code
- G01D5/2497—Absolute encoders
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/34776—Absolute encoders with analogue or digital scales
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/06—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
- H03M1/0617—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence
- H03M1/0675—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence using redundancy
- H03M1/0678—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence using redundancy using additional components or elements, e.g. dummy components
- H03M1/068—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence using redundancy using additional components or elements, e.g. dummy components the original and additional components or elements being complementary to each other, e.g. CMOS
- H03M1/0685—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence using redundancy using additional components or elements, e.g. dummy components the original and additional components or elements being complementary to each other, e.g. CMOS using real and complementary patterns
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/22—Analogue/digital converters pattern-reading type
- H03M1/24—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip
- H03M1/28—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding
- H03M1/282—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding of the pattern-shifting type, e.g. pseudo-random chain code
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
- Body Structure For Vehicles (AREA)
Abstract
Sistema de medición de posiciones con - un código (C), compuesto de una secuencia de elementos código (C1, C2, C3) dispuestos sucesivamente en la dirección de medición X1, donde cada elemento código (C1, C2, C3) está compuesto respectivamente de dos zonas parciales (A, B), que son complementarias entre sí y que están dispuestas consecutivas en la dirección de medición X; - un dispositivo de exploración (AE) con varios elementos detectores (D1 al D11) para explorar varios elementos código (C1, C2, C3) y para formar por lo menos una señal de exploración (S) dentro de cada zona parcial (A, B) de los elementos código explorados (C1, C2, C3) caracterizado por - una unidad de evaluación (AW) con un sistema de comparación (T1, T2, T3), que compara respectivamente entre sí las señales de exploración (S) de las zonas parciales (A, B) de un elemento código (C1, C2, C3), y que en función del resultado de la comparación forma una información binaria (B1, B2, B3) para el elemento código (C1, C2, C3).
Description
Dispositivo de medición de posición.
La invención se refiere a un sistema de medición
de una posición para determinar la posición absoluta conforme a la
reivindicación 1, así como a un procedimiento para la medición
absoluta de la posición según la reivindicación 9.
En numerosos campos se utilizan cada vez más unos
sistemas absolutos de medición de posición en los que la
información relativa a la posición absoluta se deduce de una pista
de códigos con elementos de código dispuestos sucesivamente en la
dirección de la medición. Los elementos de código están previstos
con una distribución pseudoaleatoria, de manera que un determinado
número de elementos de código consecutivos forma cada vez una
combinación de bits. Al desplazarse el sistema de exploración
respecto a la pista de código en un solo elemento de código, se
forma ya una nueva combinación de bits, y en todo el campo de
medida que se trata de cubrir de forma absoluta está disponible una
secuencia de diferentes combinaciones de bits.
Un código secuencial de este tipo se denomina
código en cadena o código pseudoaleatorio.
En la publicación "Absolute position
measurement using optical detection of coded patterns",
("Medición absoluta de la posición utilizando la detección óptica
de sistemas codificados"), de J.T.M. Stevenson y J.R. Jordan en
Journal of Physics E/Scientific Instruments 21 (1988), nº 12,
páginas 1140 a 1145 se expone que cada elemento de código consta de
una secuencia predeterminada de dos campos parciales con
propiedades ópticas complementarias entre sí.
En la publicación se remite a la patente GFB 2
126 444 A. Allí se propone, para generar la información binaria de
una codificación Manchester de esta clase, comparar las señales de
exploración analógicas de las zonas del código con un umbral de
disparo predeterminado, generando a partir de ahí una información
binaria 0 ó 1.
Esta comparación con un umbral de disparo
predeterminado tiene el inconveniente de que las oscilaciones en
las señales de exploración analógicas pueden dar lugar a una
generación defectuosa de informaciones binarias.
La invención se plantea por lo tanto como
objetivo crear un sistema de medición de posición absoluta de alta
fiabilidad o seguridad de funcionamiento, con el cual sea posible
generar la posición absoluta de la forma más exenta de fallos
posible. Este objetivo se resuelve mediante las características de
la reivindicación 1.
La invención se plantea además como objetivo
describir un procedimiento para la determinación de una posición
absoluta, mediante el cual resulte posible la generación lo más
exenta posible de fallos, de la información binaria y por lo tanto
de la posición absoluta. Este objetivo se resuelve mediante las
características de la reivindicación 9.
De la publicación WO 02 011 60A se conoce un
sistema de medición y un procedimiento de medición conforme al
preámbulo de las reivindicaciones 1 y 9. En este caso la unidad de
evaluación se basa en un análisis de Fourier.
Unas realizaciones ventajosas de la invención se
describen en las reivindicaciones dependientes.
La invención se describe con mayor detalle
sirviéndose de los dibujos, donde las Figuras muestran:
Figura 1 un sistema de medición de la posición en
representación esquemática;
Figura 2 el principio de una comprobación de
errores;
Figura 3 las señales para la comprobación de
errores según la Figura 2;
Figura 4 un sistema de medición de posición con
una pista incremental para generar señales de mando;
Figura 5a señales de exploración analógicas de la
pista incremental;
Figura 5b señales de mando de las señales de
exploración analógicas según la Figura 5a;
Figura 6a una primera posición de exploración del
sistema de medición de la posición;
Figura 6b una segunda posición de exploración del
sistema de medición de la posición;
Figura 6c una tercera posición de exploración del
sistema de medición de la posición;
Figura 6d una cuarta posición de exploración del
sistema de medición de la posición;
En la Figura 1 está representado esquemáticamente
un sistema de medición de la posición realizado de acuerdo con la
invención. Este sistema de medición de la posición trabaja de
acuerdo con el principio de exploración óptica en el cual se explora
un código C por transparencia. Para explorar el código C se emplea
un sistema de exploración AE, dispuesto móvil con respecto al
código C en la dirección de medición X.
El código C se compone de una secuencia de
elementos de código C1, C2, C3 de igual longitud, situados uno tras
otro en la dirección de medición X. Cada elemento de código C1, C2,
C3 se compone a su vez de dos zonas parciales A y B de igual
longitud, dispuestas inmediatamente consecutivas una junto a la
otra en la dirección de medición X, y que son complementarias entre
sí. Complementarias significa en este caso que poseen propiedades
inversas, es decir que en el principio de exploración óptica son
transparentes y no transparentes, o con una exploración código
reflejada??, son reflectantes o no reflectantes.
El código secuencial C es explorado por el
sistema de exploración AE que contiene una fuente de luz L, cuya
luz ilumina varios elementos de código C1, C2, C3 consecutivos, a
través de una lente colimadora K. La luz es modulada por el código C
en función de la posición, de manera que detrás del código C se
forma una distribución de luz que depende de la posición, y que es
captada por una unidad detectora D del sistema de exploración
AE.
La unidad detectora D es un sensor de líneas con
una secuencia de elementos detectores D1 al D11 dispuestos en la
dirección de medición X. A cada zona parcial A, B de los elementos
de código C1, C2, C3 le corresponde unívocamente en cada posición
relativa por lo menos un elemento detector D1 al D11, de manera que
en cualquier posición relativa de la unidad detectora D con
respecto al código C se obtiene de cada zona parcial A, B una señal
de exploración S1A al S3B. Estas señales de exploración S1A al S3B
se conducen a un sistema de evaluación AW, que compara
respectivamente entre sí las dos señales de exploración S1A, S1B,
S2A, S2B; S3A, S3B de las dos zonas parciales C1A, C1B; C2A, C2B;
C2A, C2B; C3A, C3B de un elemento de código C1, C2, C3 y que
mediante esta comparación genera para cada elemento de código C1,
C2, C3 un valor digital, es decir un bit B1, B2, B3. Una secuencia
de varios valores digitales B1, B2, B3 forma una palabra código CW,
que define la posición absoluta. Al desplazar el dispositivo
detector D con respecto al código C en la anchura o longitud de un
elemento código C1, C2, C3, se genera una palabra código CW nueva,
y a lo largo del campo de medición absoluta que se trata de medir
se forma una multitud de diferentes palabras código CW.
La Figura 1 muestra una posición momentánea del
código C con relación al dispositivo de exploración AE. Los
elementos detectores D1 al D11 están dispuestos consecutivos con
una separación igual a la mitad de la anchura de una zona parcial
C1A a C3B del código C. De este modo se tiene la seguridad de que
en toda posición hay por lo menos un elemento detector D1 al D11
asignado unívocamente a una zona parcial C1A a C3B, y no se explore
una transición entre dos zonas parciales C1A a C3B. En la posición
representada, la zona parcial C1A es explorada por el elemento
detector D1, y la zona parcial C1B por el elemento detector D3. Los
elementos detectores D1, D3 captan la distribución de la luz, y en
función de la intensidad de la luz generan una señal de exploración
analógica S1A, S1B, proporcional a la intensidad luminosa.
Dado que las dos zonas parciales C1A y C1B están
realizadas complementarias entre sí, resulta también inversa entre
sí la intensidad de las señales de exploración S1A y S1B, es decir
que los niveles de señal están muy separados entre sí. Esta
separación entre señales se aprovecha ahora para generar la
información binaria B1, comprobando para ello cuál de las dos
señales de exploración S1A, S1B del elemento código C1 es mayor.
Esta comprobación puede efectuase mediante la formación de
corrientes o la formación de diferencias. En el ejemplo se emplea
la formación de diferencias, para lo cual sirve según la Figura 1
un módulo disparador T1 como sistema de comparación. El módulo
comparador T1 genera B1=0, si S1A es menor que S1B, y genera B1=1
si S1A es mayor que S1B. Del mismo modo se obtienen informaciones
binarias B2 y B3 mediante la exploración de los elementos código
C2, C3 y mediante la comparación de las señales de exploración
analógicas S2A, S2B; S3A, S3B de las zonas parciales C2A, C2B; C3A,
C3B se genera respectivamente un elemento código C2, C3 mediante
los módulos disparadores T2, T3.
A una primera secuencia de zonas parciales A, B
realizadas complementarias entre sí, se le asigna por lo tanto un
primer valor digital, y a una segunda secuencia de zonas parciales
A, B realizadas complementarias entre sí, se le asigna un segundo
valor digital. En el ejemplo se asigna el valor 0 a la secuencia
opaco transparente y el valor 1 a la secuencia transparente
opaco.
Dado que las dos zonas parciales A y B de cada
elemento de código C1, C2, C3 son complementarias entre sí, la
separación entre interferencias de la señal de exploración S es muy
grande. La variación de intensidad luminosa de la fuente luminosa L
influye por igual en las señales de exploración S de ambas zonas
parciales A y B.
Debido a la realización complementaria de cada
dos zonas parciales A, B de un elemento código C1, C2, C3, es
preciso que durante el funcionamiento correcto del sistema de
medición de la posición se generen mediante la exploración de estas
zonas parciales A, B respectivamente señales de exploración
analógicas S, cuya diferencia rebasa un valor predeterminado.
Observando este valor de la diferencia se puede efectuar una buena
comprobación de errores. El principio de esta comprobación de
errores es que se puede partir de que al no alcanzarse el valor de
la diferencia en una magnitud predeterminada, la información
binaria B1, B2, B3 es incierta, y por lo tanto se genera una señal
de fallo F1 para estas informaciones binarias B1, B2, B3.
El principio de la generación de la señal de
fallo F1 está representado en la Figura 2. Las señales de
exploración analógicas S1A y S1B del elemento código C1 se conducen
a un sistema de comprobación de fallos P. El sistema de comprobación
de fallos P compara S1A y S1B mediante la formación de la
diferencia (S1B-S1B) y comprueba si el valor de la
diferencia rebasa un valor de comparación predeterminado V, o si no
lo rebasa. Si la magnitud de la diferencia
(S1a-S1B) no rebasa el valor comparativo V
predeterminado, se emite una señal de fallo F1. En la Figura 3
están representadas estas relaciones de señal.
La disposición de las dos zonas parciales A y B
de cada elemento código C1, C2, C3 de forma consecutiva
directamente una junto a la otra en la dirección de medición X
ofrece la ventaja de que los elementos detectores D1 al D11 se
pueden disponer unos junto a otros con pequeña separación en la
dirección de medición X, y por lo tanto el sistema de medición de
la posición resulta insensible frente a la torsión de la unidad
detectora D respecto al código C, es decir contra oscilaciones de
Moiré. También es muy reducida la sensibilidad a las interferencias
debidas a la suciedad, ya que se puede suponer que las dos zonas
parciales A y B de un elemento código C1, C2, C3 son influenciadas
por igual.
Por el ejemplo de los elementos detectores D1 y
D2 se ve claramente en la Figura 1 que al desplazarse el código C
en la longitud de una zona parcial A, B hacia la izquierda, el
elemento detector D1 explora la zona parcial C1B y el elemento
detector D3 la zona parcial C2A, es decir zonas parciales de dos
elementos de código C1, C2. El módulo de disparo T1 por lo tanto no
puede suministrar ninguna información binaria B1, B2, B3 asignada a
un elemento código C1, C2, C3. A continuación se explican las
medidas mediante las cuales se puede asegurar que para la
generación de las palabras código, se utilizan los elementos
detectores correctos D1 al D11, es decir los elementos detectores D1
al D11 que exploran respectivamente una zona parcial de un único
elemento código C1, C2, C3.
Mediante las Figuras 4 a 6 se describe una medida
preferente para esto. En paralelo junto al código C esta dispuesta
según la Figura 4 una pista incremental R con una división
periódica con una longitud de período correspondiente a la longitud
de un elemento código C1, C2, C3. La pista incremental R es
explorada de forma conocida por lo menos por dos elementos
detectores DR1, DR2, decalados entre sí en 1/4 de período de
división en la dirección de medición X, para generar dos señales de
exploración analógicas SR1, SR2, desfasadas entre sí 90º. Estas
señales de exploración analógicas SR1, SR2 se interpolan de forma
conocida y el valor de posición interpolado se combina con la
palabra código CW, con lo cual se afina la medición de posición
absoluta aproximada mediante la medición incremental de alta
resolución.
Mediante la medición incremental se interpola la
longitud de cada elemento código C1, C2, C3. Mediante el valor de
interpolación puede efectuarse ahora de forma sencilla una
distinción entre la zona parcial derecha y la zona parcial izquierda
de un elemento código C1, C2, C3. Para distinguir las zonas
parciales A y B basta con una interpolación cuádruple, es decir un
simple disparo en el caso de las señales de exploración analógicas
SR1, SR2. La combinación de bits obtenida de esta manera a partir
de las señales digitales E1, E2 define unívocamente el orden de las
zonas parciales A, a B y sirve como señal de mando para determinar
los elementos detectores D1 al D11, a partir de los cuales se puede
generar una palabra código CW correcta. Las señales digitales E1, E2
definen por lo tanto qué señales de exploración S se comparan entre
sí, y a partir de qué señales de exploración S se pueden obtener
valores digitales B1, B2, B3 para la palabra código CW.
Para mayor explicación de este procedimiento se
han representado en las Figuras 6a a 6d, cuatro posiciones
distintas P1, P2, P3, P4 del código C respecto a la unidad
detectora D. Los elementos detectores D1 al D11 están dispuestos en
la dirección de medición X con unas separaciones correspondientes a
la mitad de la longitud de una zona parcial A, B, y cada dos
elementos detectores D1 al D11, que están situados con una
separación mutua equivalente a la longitud de una zona parcial A,
B, están conectados en diferencia. En la Figura 6A está
representada la posición P1, en la que a partir de la pista
incremental R se obtiene la información E1=0 y E2=0. El bit B1 del
elemento de código C1 se forma mediante la formación de la
diferencia entre los elementos detectores D1 y D6, es decir
(D4-D6). En la posición P2 según la Figura 6B, es
E1=0 y E2=1, de manera que mediante una unidad de mando M se
seleccionan los elementos detectores D3 y D5. En la posición P3
según la Figura 6C es E1=1 y E2=1, de modo que la unidad de mando M
elige los elementos detectores D2 y D4 para formar la diferencia.
En la posición P4 según la Figura 6D, es E1=1 y E2=0, de manera que
se eligen los elementos detectores D1 y D3.
Del mismo modo se determinan los elementos
detectores correctos para formar los restantes bits de la palabra
código CW. Si para formar el bit B1 se eligieron por ejemplo los
elementos detectores D1 y D3, entonces para formar el bit B2 sirven
los elementos detectores D5 y D7 y para formar el bit B3, los
elementos detectores D9 y D11, tal como está representado en la
Figura 1. Ahora bien en la Figura 1 solamente están representados
los módulos de disparo T1, T2, T3 empleados en esta posición
momentánea.
Otra posibilidad para determinar los elementos
detectores correctos D1 al D11 o las señales de exploración
analógicas correctas S consiste en comparar entre sí todos los
elementos detectores D1 al D11 que estén separados entre sí la
distancia igual a la longitud de una zona parcial A, B. A distancia
de un elemento código C1, C2, C3 hay ahora parejas de detectores
D1, D3 y D5, D7, en el ejemplo de la posición momentánea P4
representada en la Figura 6D, que exploran de la forma deseada
respectivamente la diferencia de las zonas parciales A, a B de un
elemento código C1, C2. Las restantes parejas de detectores D3, D5
exploran zonas parciales consecutivas B, A de dos elementos código
consecutivos C1, C2, y generan por lo tanto una señal de fallo F1
mediante el sistema de comprobación de fallos P explicado mediante
la Figura 2. Para determinar ahora los elementos detectores
correctos D1 al D11, se busca el grupo de detectores D1, D3; D5, D7
en el que aparezca el menor número de señales de fallo F. En
detalle se necesitan por ejemplo para realizar esta segunda
posibilidad la siguiente disposición o los siguientes pasos del
proce-
so:
so:
- -
- los elementos detectores D1 al D11 están dispuestos separados entre sí en la dirección de medición X, a distancias equivalentes a la mitad de la longitud de una zona parcial A, B;
- -
- los elementos detectores D1 al D11 forman un primer grupo (en las Figuras 6a a 6d, elementos detectores con numeración par, D2, D4, D6, D8, D10) con una separación mutua equivalente a la longitud de una zona parcial A, B;
- -
- los elementos detectores D1 al D11 forman un segundo grupo (en las Figuras 6a a 6d, elementos detectores de numeración impar D1, D3, D5, D7, D9), con una separación entre sí equivalente a la longitud de una zona parcial A, B;
- -
- los elementos detectores D2, D4, D6, D8, D10 del primer grupo están situados decalados con respecto a los elementos detectores D1, D3, D5, D7, D9 del segundo grupo, en la mitad de la longitud de una zona parcial A, B;
- -
- los elementos detectores inmediatamente consecutivos de un grupo están conectados respectivamente en diferencia;
- -
- de los dos grupos se emplean ahora los resultados de la comparación de las parejas de elementos detectores en una trama correspondiente a la longitud de un elemento código C1, C2, C3 para la formación de la palabra código CW, cuya secuencia genere el menor número de fallos F, según la Figura 6d por lo tanto la secuencia (D1-D3)=B1, (D5-D7)=B2, etc.
Las dos zonas parciales A, B de cada elemento
código C1, C2, C3 pueden estar realizadas para la exploración
óptica, en cuyo caso una zona parcial A está realizada transparente
o reflectante para la luz de exploración y la otra zona de
comparación, opaca o no reflectante. La invención sin embargo no se
limita al principio de exploración óptica.
El sistema de medición absoluta de la posición se
puede emplear para medir movimientos lineales o rotativos, para lo
cual el código C está dispuesto en uno de los objetos móviles y el
sistema de exploración AE en el otro de los objetos que se trata de
medir. El código C puede estar aplicado directamente en el objeto
que se trata de medir o sobre una escala graduada, que entonces a
su vez se acopla al objeto que se trata de medir.
Los objetos a medir pueden ser la mesa y el carro
de una máquina herramienta, de una máquina de medición por
coordenadas, o bien el rotor y el estator de un motor
eléctrico.
Claims (15)
1. Sistema de medición de posiciones con
- -
- un código (C), compuesto de una secuencia de elementos código (C1, C2, C3) dispuestos sucesivamente en la dirección de medición X1, donde cada elemento código (C1, C2, C3) está compuesto respectivamente de dos zonas parciales (A, B), que son complementarias entre sí y que están dispuestas consecutivas en la dirección de medición X;
- -
- un dispositivo de exploración (AE) con varios elementos detectores (D1 al D11) para explorar varios elementos código (C1, C2, C3) y para formar por lo menos una señal de exploración (S) dentro de cada zona parcial (A, B) de los elementos código explorados (C1, C2, C3)
- caracterizado por
- -
- una unidad de evaluación (AW) con un sistema de comparación (T1, T2, T3), que compara respectivamente entre sí las señales de exploración (S) de las zonas parciales (A, B) de un elemento código (C1, C2, C3), y que en función del resultado de la comparación forma una información binaria (B1, B2, B3) para el elemento código (C1, C2, C3).
2. Sistema de medición de posiciones según la
reivindicación 1, donde el sistema de comparación (T1, T2, T3) es
un sistema para formar la diferencia de las señales de exploración
analógicas (S) de las dos zonas parciales (A, B) de un elemento
código (C1, C2, C3).
3. Sistema de medición de posiciones según la
reivindicación 1 ó 2, donde las señales de exploración (S)
procedentes de zonas parciales consecutivas (A, B) se conducen
respectivamente a un sistema comparador (T1, T2, T3), y donde la
unidad de evaluación (AW) presenta una unidad de mando (M) que está
preparada para asegurar que las informaciones binarias (B1, B2, B3)
se forman respectivamente a partir de las dos zonas parciales (A,
B) de un elemento código (C1, C2, C3).
4. Sistema de medición de posiciones según la
reivindicación 3, donde en paralelo con el código as señales de (C)
está dispuesta por lo menos una pista (R), cuya información (E1, E2)
se conduce a la unidad de mando (M), y donde basándose en esta
información (E1, E2) se eligen las señales de exploración (S) de
zonas parciales consecutivas (A, B) de un elemento código (C1, C2,
C3), para formar las informaciones binarias (B1, B2, B3).
5. Sistema de medición de posiciones según la
reivindicación 4, donde la pista de información (R) tiene una
división incremental periódica.
6. Sistema de medición de posiciones según una de
las reivindicaciones anteriores, donde la unidad de evaluación (AW)
dispone de un sistema de comprobación de fallos (P), que está
diseñado para comparar la diferencia de las señales de exploración
(S) de las zonas parciales (A, B) de un elemento código (C1, C2,
C3) con una diferencia teórica, y donde al no alcanzarse la
diferencia teórica se emite una señal de fallo (F1).
7. Sistema de medición de posiciones según una de
las reivindicaciones anteriores, donde las dos zonas parciales (A,
B) de un elemento código (C1, C2, C3) poseen características ópticas
complementarias entre sí.
8. Sistema de medición de posiciones según una de
las reivindicaciones anteriores, donde los elementos detectores (D1
al D11) están dispuestos en la dirección de la medición X con unas
separaciones correspondientes a la mitad de la longitud de una zona
parcial (A, B) y donde están conectados en diferencia
respectivamente dos elementos detectores (D1 al D11), que están
situados con una separación entre sí equivalente a la longitud de
una zona parcial (A, B).
9. Procedimiento para la medición absoluta de
posiciones, con las siguientes fases de proceso
- -
- exploración de un código (C), compuesto por una secuencia de elementos código (C1, C2, C3) situados sucesivamente en la dirección de medición X, donde los elementos código (C1, C2, C3) constan respectivamente de dos zonas parciales (A, B) que son complementarias entre sí y que están dispuestas consecutivas en la dirección de medición;
- -
- generación de por lo menos una señal de exploración (S) dentro de cada una de las zonas A, B de los elementos código (C1, C2, C3) explorados,
- caracterizado por
- -
- la comparación entre sí de las señales de exploración (S) de las zonas parciales (A, B) de un elemento código (C1, C2, C3), y
- -
- la formación de una información binaria (B1, B2, B3) a partir de la comparación.
10. Procedimiento según la reivindicación 9,
donde la comparación es la formación de una diferencia entre las
señales de exploración analógicas (S) de las zonas parciales (A,
B).
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 9 ó 10, en la fase de proceso
- -
- comparación de las señales de exploración (S) de zonas parciales (A, B) respectivamente inmediatamente consecutivas y elección de las señales de exploración (S) que están formadas respectivamente por la exploración de las zonas parciales (A, B) de una palabra código (C1, C2, C3).
12. Procedimiento según la reivindicación 11,
donde la elección se realiza por medio de una señal de control (E1,
E2), que ha sido obtenida por la exploración de por lo menos una
pista de información (R).
13. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores 9 a 12, donde se forma la diferencia de
las señales de exploración (S) de las zonas parciales (A, B), de un
elemento código (C1, C2, C3), se compara esta diferencia con una
diferencia teórica y en caso de no alcanzarse la diferencia teórica
se forma una señal de fallo (F1).
14. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores 9 a 11, donde los elementos detectores
D1 al D11 están dispuestos en la dirección de medición X con unas
separaciones equivalentes a la mitad de la longitud de una zona
parcial (A, B), y donde se forma la diferencia respectivamente a
partir de dos elementos detectores (D1 al D11) que estén dispuestos
con una separación mutua correspondiente a la longitud de una zona
parcial (A, B).
15. Procedimiento según la reivindicación 14,
donde la diferencia se compara respectivamente con una diferencia
teórica, y al no alcanzar la diferencia teórica se forma una señal
de fallo (F1) y para formar la palabra código CW se eligen las
informaciones binarias (B1, B2, B3) obtenidas por la formación de la
diferencia, de las parejas de elementos detectores en una trama
correspondiente a la longitud de un elemento código (C1, C2, C3),
cuya secuencia genere el menor número de fallos (F).
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10201496A DE10201496A1 (de) | 2002-01-17 | 2002-01-17 | Maßstab und Positionsmesseinrichtung zur absoluten Positionsbestimmung |
DE10201496 | 2002-01-17 | ||
DE10244235 | 2002-09-23 | ||
DE10244235A DE10244235A1 (de) | 2002-09-23 | 2002-09-23 | Positionsmesseinrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2244823T3 true ES2244823T3 (es) | 2005-12-16 |
Family
ID=26010933
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES02787886T Expired - Lifetime ES2244823T3 (es) | 2002-01-17 | 2002-11-30 | Dispositivo de medicion de posicion. |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7013575B2 (es) |
EP (1) | EP1468254B1 (es) |
JP (1) | JP4044524B2 (es) |
CN (1) | CN1302260C (es) |
AT (1) | ATE300725T1 (es) |
DE (1) | DE50203793D1 (es) |
ES (1) | ES2244823T3 (es) |
WO (1) | WO2003060431A1 (es) |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10244547B4 (de) * | 2002-09-25 | 2010-11-11 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Verfahren und Positionsmesseinrichtung zur Bestimmung einer absoluten Position |
DE102005047009A1 (de) * | 2005-09-30 | 2007-04-05 | Bosch Rexroth Mechatronics Gmbh | Absolutes Positionsmesssystem |
JP4782553B2 (ja) * | 2005-11-28 | 2011-09-28 | オークマ株式会社 | アブソリュート位置検出装置 |
DE102006007184A1 (de) * | 2006-02-15 | 2007-08-16 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Positionsmesseinrichtung |
JP4953653B2 (ja) * | 2006-02-15 | 2012-06-13 | 株式会社ミツトヨ | 光電式エンコーダ |
JP4890190B2 (ja) * | 2006-10-10 | 2012-03-07 | 浜松ホトニクス株式会社 | エンコーダ |
JP4976823B2 (ja) * | 2006-11-15 | 2012-07-18 | 株式会社ミツトヨ | 光学式エンコーダ |
DE102007018748A1 (de) * | 2007-04-20 | 2008-10-23 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Positionsmesseinrichtung |
JP5112779B2 (ja) * | 2007-08-03 | 2013-01-09 | 株式会社ミツトヨ | 絶対位置測定装置 |
DE102007045362A1 (de) | 2007-09-22 | 2009-04-02 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Positionsmesseinrichtung |
DE102007061287A1 (de) * | 2007-12-19 | 2009-06-25 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Positionsmesseinrichtung und Verfahren zur absoluten Positionsbestimmung |
DE102008010095A1 (de) | 2008-02-20 | 2009-08-27 | Schaeffler Kg | Maßverkörperung, Messeinrichtung und Messverfahren zur Absolutpositionsbestimmung |
JP5011201B2 (ja) * | 2008-05-01 | 2012-08-29 | 株式会社ミツトヨ | 絶対位置測長型エンコーダ |
DE102008022027A1 (de) * | 2008-05-02 | 2009-11-05 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Positionsmesseinrichtung |
GB0903535D0 (en) | 2009-03-02 | 2009-04-08 | Rls Merilna Tehnika D O O | Encoder readhead |
CN102322882A (zh) * | 2011-06-02 | 2012-01-18 | 浙江大学 | 基于阵列探测器的绝对轴角编码系统 |
ES2546989T3 (es) | 2012-06-13 | 2015-09-30 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Dispositivo de medición de posición |
DE102012212767A1 (de) * | 2012-07-20 | 2014-01-23 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Positionsmesseinrichtung |
EP2725325B1 (de) * | 2012-10-26 | 2019-12-11 | Robert Bosch Gmbh | Positionsmesssystem |
DE102012222319A1 (de) | 2012-12-05 | 2014-06-05 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Positionsmesseinrichtung |
EP3009806B1 (de) * | 2014-10-14 | 2016-12-14 | Dr. Johannes Heidenhain GmbH | Positionsmesseinrichtung mit Vorrichtung zur Kompensation von Fehlern durch thermische Dilatation eines Massstabes |
JP6634249B2 (ja) * | 2015-09-14 | 2020-01-22 | 株式会社ミツトヨ | 絶対位置検出型光電式エンコーダ |
DE102016222275A1 (de) * | 2016-11-14 | 2018-05-17 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Positionsmesseinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Positionsmesseinrichtung |
US10875753B2 (en) | 2018-09-20 | 2020-12-29 | Manitou Equipment America, Llc | Telehandler boom extension monitoring system |
JP7443140B2 (ja) * | 2020-04-09 | 2024-03-05 | Dmg森精機株式会社 | 位置検出装置 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2126444B (en) | 1982-09-01 | 1986-03-19 | Rosemount Eng Co Ltd | Position measuring apparatus |
DE3377669D1 (en) * | 1982-09-01 | 1988-09-15 | Rosemount Ltd | Position measuring apparatus |
CH669457A5 (es) * | 1986-02-18 | 1989-03-15 | Mettler Instrumente Ag | |
US4786891A (en) * | 1986-04-08 | 1988-11-22 | Yokogawa Electric Corporation | Absolute encoder for linear or angular position measurements |
EP0473808A1 (de) * | 1990-09-03 | 1992-03-11 | Hottinger Baldwin Messtechnik Gmbh | Messeinrichtung zur Ermittlung eines Weges oder einer Position |
US5434602A (en) * | 1992-04-23 | 1995-07-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Recording apparatus with magnetic linear encoder |
EP0635700A1 (en) * | 1993-07-22 | 1995-01-25 | Marco Dr. Brandestini | Absolute digital position encoder |
GB9502534D0 (en) * | 1995-02-09 | 1995-03-29 | R D P Electronics Limited | Sensing means |
AUPQ835100A0 (en) * | 2000-06-23 | 2000-07-20 | Bishop Innovation Limited | Position sensor |
US6600308B2 (en) * | 2001-02-05 | 2003-07-29 | Pentax Corporation | Magnetic encoder and method for reducing harmonic distortion thereof |
TW575518B (en) * | 2001-07-31 | 2004-02-11 | Inventio Ag | Lift installation with a measuring system for determining absolute cage position |
DE10201496A1 (de) * | 2002-01-17 | 2003-07-31 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Maßstab und Positionsmesseinrichtung zur absoluten Positionsbestimmung |
-
2002
- 2002-11-30 JP JP2003560479A patent/JP4044524B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2002-11-30 EP EP02787886A patent/EP1468254B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-11-30 ES ES02787886T patent/ES2244823T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2002-11-30 WO PCT/EP2002/013547 patent/WO2003060431A1/de active IP Right Grant
- 2002-11-30 CN CNB028272919A patent/CN1302260C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2002-11-30 US US10/500,787 patent/US7013575B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-11-30 AT AT02787886T patent/ATE300725T1/de not_active IP Right Cessation
- 2002-11-30 DE DE50203793T patent/DE50203793D1/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1468254A1 (de) | 2004-10-20 |
CN1615428A (zh) | 2005-05-11 |
ATE300725T1 (de) | 2005-08-15 |
WO2003060431A1 (de) | 2003-07-24 |
CN1302260C (zh) | 2007-02-28 |
DE50203793D1 (de) | 2005-09-01 |
US7013575B2 (en) | 2006-03-21 |
US20050072016A1 (en) | 2005-04-07 |
JP2005515418A (ja) | 2005-05-26 |
EP1468254B1 (de) | 2005-07-27 |
JP4044524B2 (ja) | 2008-02-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2244823T3 (es) | Dispositivo de medicion de posicion. | |
ES2452592T3 (es) | Dispositivo de medición de la posición | |
ES2523321T3 (es) | Dispositivo de medición de la posición y procedimiento para la medición de la posición | |
ES2356732T3 (es) | Procedimiento para la determinación de una posición absoluta. | |
JP4966044B2 (ja) | エンコーダ | |
ES2380608T3 (es) | Dispositivo de medición de la posición | |
ES2696993T3 (es) | Dispositivo de medición de posiciones | |
ES2362417T3 (es) | Instalación de ascensor con un sistema de medición para determinar la posición absoluta de la cabina. | |
US6452159B2 (en) | Position measuring system | |
ES2307703T3 (es) | Dispositivo de medicion de la posicion para la determinacion de la posicion absoluta. | |
JP3176861B2 (ja) | 位置測定装置 | |
JP6114109B2 (ja) | 位置測定装置 | |
JP6263343B2 (ja) | エンコーダ | |
JP6149740B2 (ja) | アブソリュートエンコーダ | |
ES2240769T3 (es) | Codigo (anillo) con dos parejas de patrones de lineas periodicos. | |
ES2650490T3 (es) | Codificación de posición absoluta y dispositivo de medición de posición | |
CN118318146A (zh) | 绝对编码器及电动机 |