JP6967376B2 - エンコーダ、測定方法、及び測定システム - Google Patents
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Description
k(x)=1/λ(x)=k1+mx (式1)
によって少なくとも部分的に表されるように、測定軸方向MA(例えばX軸)に沿った位置の関数として漸次的に変化する(例えば直線的に等)信号変調要素の空間周波数k(x)を含むとして特徴付けられてよい。
s(x)=C1cos(2π((k1)(x)+(m/2)(x^2))) (式2)
によって少なくとも部分的に表されてよい。
xABS=(k−k1)/m (式3)
120 スライダアセンブリ
140 ベース
160 ピックオフアセンブリ
170 スケール
Claims (21)
- 測定軸方向に沿った2つの要素間の相対位置を測定するために使用可能な電子式アブソリュート型エンコーダであって、
前記測定軸方向に沿って延在し、信号変調要素の第1のスケールパターンを含むスケールであって、前記第1のスケールパターンは、前記測定軸方向に沿った位置の関数として漸次的に変化し、アブソリュート測定範囲を画定する前記信号変調要素の空間特性を含み、前記空間特性は、前記信号変調要素の空間波長又は空間周波数の少なくとも1つを含み、前記アブソリュート測定範囲内の各位置において一意である、前記スケールと、
前記測定軸方向に沿って複数の検知要素が配置された検知要素群を含む検出部であって、前記検知要素は、前記スケールの隣接する信号変調要素に応じて検出信号を提供するように構成される、前記検出部と、
前記検出部によって提供される前記検出信号に基づいて、前記アブソリュート測定範囲における前記スケールに対する前記検知要素のアブソリュート位置を決定する信号処理部と、
を含み、
前記スケールは、信号変調要素のインクリメンタルトラックパターンを含む第2のスケールパターンを更に含む、エンコーダ。 - 前記信号処理部は、フーリエ変換処理を使用する、請求項1に記載のエンコーダ。
- 前記フーリエ変換処理は、高速フーリエ変換処理を含む、請求項2に記載のエンコーダ。
- 前記検知要素群における前記検知要素のそれぞれは、等間隔に配置される、請求項1から3の何れか1項に記載のエンコーダ。
- 前記検知要素群は、前記スケールに沿った各位置における前記信号変調要素の少なくとも2つの空間波長にわたる、請求項4に記載のエンコーダ。
- 前記検知要素群は、前記検知要素群の第1の端に配置される検知要素の第1のセットと、前記検知要素群の第2の端に配置される検知要素の第2のセットと、を含み、前記信号処理部は、前記検知要素の第1及び第2のセットのそれぞれに対しテーパリング信号プロファイルをもたらす窓関数演算を提供するように構成される、請求項1から5の何れか1項に記載のエンコーダ。
- 前記漸次的に変化する空間特性は、前記アブソリュート測定範囲の少なくとも半分を占める単調に変化する部分を含む、請求項1から6の何れか1項に記載のエンコーダ。
- 前記信号変調要素の前記漸次的に変化する空間特性は、隣接する信号変調要素間で、10%未満で変化する、請求項1から6の何れか1項に記載のエンコーダ。
- 前記信号変調要素の前記漸次的に変化する空間特性は、隣接する信号変調要素間で、4%未満で変化する、請求項8に記載のエンコーダ。
- 前記信号変調要素の前記漸次的に変化する空間特性は、隣接する信号変調要素間で、少なくとも1%で変化する、請求項9に記載のエンコーダ。
- 前記第2のスケールパターンのインクリメンタル空間波長は、前記第1のスケールパターンに含まれる空間波長の範囲におけるいずれの空間波長からもその波長の少なくとも25%以上、分離される、請求項1から10の何れか1項に記載のエンコーダ。
- 前記検知要素群における前記検知要素のそれぞれは、前記測定軸方向を横断する方向に沿って前記第1のスケールパターン及び前記第2のスケールパターンの両方にわたる、請求項1から10の何れか1項に記載のエンコーダ。
- 前記検出部によって提供される前記検出信号は、前記第1及び第2のスケールパターンの両方の隣接する信号変調要素に同時に対応し、前記信号処理部は、前記第2のスケールパターンに対するインクリメンタル位置と、前記第1のスケールパターンに対するアブソリュート位置との両方を決定するように、前記検出信号を処理する、請求項12に記載のエンコーダ。
- 前記第1のスケールパターン及び前記第2のスケールパターンは、前記測定軸方向を横断する方向に沿って互いから分離されている各自のスケールトラック内に配置されている、請求項1から13の何れか1項に記載のエンコーダ。
- 前記第1のスケールパターンは、第1のスケールトラック内に配置され、前記第2のスケールパターンは、第2のスケールトラック内に配置され、前記第1及び第2のスケールトラックの一方は、前記測定軸方向を横断する方向において、他方のトラックの中央に配置されている、請求項1から13の何れか1項に記載のエンコーダ。
- 前記検知要素群は、少なくとも12個の検知要素を含む、請求項1から15の何れか1項に記載のエンコーダ。
- 前記検知要素群は、少なくとも15個の検知要素を含む、請求項16に記載のエンコーダ。
- 前記漸次的に変化する空間特性は、前記アブソリュート測定範囲の少なくとも半分を占めるチャープ部分を含む、請求項1から17の何れか1項に記載のエンコーダ。
- 前記漸次的に変化する空間特性は、前記アブソリュート測定範囲の少なくとも半分に沿って直線的に変化する空間周波数部分を含む、請求項1から17の何れか1項に記載のエンコーダ。
- 測定軸方向に沿って相対位置を測定する方法であって、
前記測定軸方向に沿って配置され、スケールの隣接する信号変調要素に対応する検出信号を提供するように構成される検出部の検知要素群から検出信号を受信するステップと、
前記検出信号に基づいて、アブソリュート測定範囲における前記スケールに対する前記検知要素のアブソリュート位置を決定するステップと、
前記スケールに対する前記検知要素の決定された前記アブソリュート位置に少なくとも部分的に基づいている測定値を提供するステップと、
を含み、
前記スケールは、前記測定軸方向に沿って延在し、信号変調要素の第1のスケールパターンを含み、前記第1のスケールパターンは、前記測定軸方向に沿った位置の関数として漸次的に変化し、アブソリュート測定範囲を画定する前記信号変調要素の空間特性を含み、前記空間特性は、前記信号変調要素の空間波長又は空間周波数の少なくとも1つを含み、前記アブソリュート測定範囲内の各位置において一意であり、前記スケールは、信号変調要素のインクリメンタルトラックパターンを含む第2のスケールパターンを更に含む方法。 - 測定軸方向に沿って延在し、信号変調要素の第1のスケールパターンを含むスケールであって、前記第1のスケールパターンは、前記測定軸方向に沿った位置の関数として漸次的に変化し、アブソリュート測定範囲を画定する前記信号変調要素の空間特性を含み、前記空間特性は、前記信号変調要素の空間波長又は空間周波数の少なくとも1つを含み、前記アブソリュート測定範囲内の各位置において一意であり、信号変調要素のインクリメンタルトラックパターンを含む第2のスケールパターンを更に含む、前記スケールと、
前記測定軸方向に沿って配置される検知要素群を含む検出部であって、前記検知要素は、前記スケールの隣接する信号変調要素に対応する検出信号を提供するように構成される、前記検出部と、
1つ以上のプロセッサと、
前記1つ以上のプロセッサに結合され、前記1つ以上のプロセッサによって実行されると、前記1つ以上のプロセッサに、前記検出部によって提供される前記検出信号に基づいて、前記アブソリュート測定範囲における前記スケールに対する前記検知要素のアブソリュート位置を少なくとも決定させるプログラム命令を記憶するメモリと、
を含む、測定システム。
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