TW202007939A - 格柵編碼器及其裝置 - Google Patents

Abstract

一種格柵編碼器適用於安裝在線性軸上，包含由導磁材料構成的基體及格柵編碼單元。格柵編碼單元包括設置於基體上的格柵編碼組，及與格柵編碼組相鄰設置而位於相同表面的位置格柵編碼組，格柵編碼組具有多個沿基體的軸線延伸並沿軸線的徑向間隔排列的凹部，位置格柵編碼組具有多個沿軸線的徑向延伸並沿軸線間隔排列的凹部。本發明還提供一種適用於安裝在旋轉軸上的格柵編碼器及其裝置，格柵編碼裝置包含具有環形基體的格柵編碼器及感測單元，感測單元與格柵編碼器間隔設置。

Description

格柵編碼器及其裝置

本發明是有關於一種編碼器，特別是指一種能量測線性軸與旋轉軸的振動量、偏擺量、速度，及角度位置的格柵編碼器及其裝置。

美國第8,836,324號公告專利(下稱前案)提出一種用於量測線性或旋轉軸的鐵磁材料(ferromagnetic material)裝置，其中，該鐵磁材料裝置具有齒形結構，並透過將一巨磁阻(giant magnetoresistance，GMR)感測器與一永久磁鐵並列，並將其設置在感應齒形結構的最大磁場處，用以量測得知其解析位移物理量。

具體地說，前案使用線性或環形導磁材料，透過在其上表面加工出齒形結構，且巨磁阻感測器與永久磁鐵並列，當通過溝槽狀的齒形結構時，其感測得到的磁場會產生弦波狀的變化，進而解析得到相關物理量。

然而，前案的齒形結構於線性導磁材料上的排列方式是沿其寬度方向延伸，而沿其長度方向排列；而於環形導磁材料上的齒形結構則是設置在環形導磁材料的內表面上，且也是沿其寬度方向延伸，而沿其長度方向排列，換句話說，前案齒形結構的排列方式只能量測到單一方向的位移量。舉例來說，當齒形結構為軸向排列時，僅能量測軸向位移量；若為徑像排列時，則僅能量測到徑向位移量。

因此，本發明的目的，即在提供一種能量測線性軸的直線度誤差、平坦度、橫向與垂直振動量，及位移與速度的格柵編碼器。

於是，本發明格柵編碼器包含一基體及一格柵編碼單元。

該基體由導磁材料構成。該格柵編碼單元由導磁材料構成，包括一設置於該基體上的格柵編碼組，及一與該格柵編碼組相鄰設置而位於相同表面的位置格柵編碼組，該格柵編碼組具有多個沿該基體的一軸線延伸並沿該軸線的一徑向間隔排列的凹部，該位置格柵編碼組具有多個沿該軸線的該徑向延伸並沿該軸線間隔排列的凹部。

本發明該格柵編碼器的另一實施態樣能量測旋轉軸的偏擺量與角度位置，該格柵編碼器包含一環型基體及一格柵編碼單元。

該環形基體由導磁材料構成，包括一第一表面，及一相反該第一表面的第二表面。

該格柵編碼單元由導磁材料構成，包括一設置於該環形基體的該第一表面與該第二表面的其中一者的格柵編碼組，該格柵編碼組具有多個以該環形基體的一中心軸線為同心圓間隔排列的凹部。

又，本發明該格柵編碼器的又一實施態樣的該格柵編碼單元是由導磁材料構成，包括一設置於該環形基體的該第一表面與該第二表面的其中一者的格柵編碼組，及一與該格柵編碼組相鄰地設置於相同表面的位置格柵編碼組，該格柵編碼組具有多個以該環形基體的一中心軸線為同心圓間隔排列的凹部，該位置格柵編碼組具有多個圍繞該中心軸線而間隔排列的凹部。

此外，本發明還提供一種格柵編碼裝置，適用於安裝在一線性軸或一旋轉軸上，以進行該線性軸與該旋轉軸的振動量、位移、偏擺與角度位置量測，該格柵編碼裝置包含前述的格柵編碼器及一感測單元。

該格柵編碼器能沿該線性軸的一軸向設置，或當該格柵編碼器包含該環形基體時，則圍繞該旋轉軸設置。

該感測單元對應該格柵編碼單元地與該格柵編碼器間隔設置，並包括一用以感測該格柵編碼單元振幅訊號的感測器，及一用以感測格柵編碼器磁場強度的類比感測元件。

本發明的功效在於，在該基體上同時設置具有多個間隔排列的凹部的格柵編碼組與位置格柵編碼組，而在該環形基體上設置具有多個以該環形基體的中心軸線為同心圓間隔排列的凹部的格柵編碼組，且能進一步增設具有多個圍繞該中心軸線而間隔排列的凹部的位置格柵編碼組，可量測線性軸的直線度誤差、平坦度、橫向及垂直振動量，還可量測旋轉軸的軸向與徑向偏擺量，還能透過位置格柵編碼組來量測線性軸的位移與速度及旋轉軸的角度位置與角速度。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1與圖2，本發明格柵編碼器2的一第一實施例，包含一基體20，及一設置於該基體20上的格柵編碼單元201，其中，圖2是圖1該格柵編單元201的局部放大圖。

具體地說，於該第一實施例中，該基體20呈線性態樣，該基體20與該格柵編碼單元201都是由導磁材料構成。該格柵編碼單元201包括一設置於該基體20上的格柵編碼組22，及一與該格柵編碼組22相鄰設置而位於相同表面的位置格柵編碼組23。

詳細地說，該格柵編碼組22具有多個沿該基體20的一軸線202延伸並沿該軸線202的一徑向203間隔排列的凹部221。該位置格柵編碼組23具有多個沿該軸線202的該徑向203延伸並沿該軸線202方向間隔排列的凹部231。要說明的是，於該第一實施例中，該位置格柵編碼組23是以增量式格柵編碼為例做說明，而該格柵編碼組22的該等凹部221與該位置格柵編碼組23的該等凹部231的數量並沒有特別限制，可視應用需求來增設或減少該等凹部221、231的數量。

更詳細地說，於該第一實施例中，透過將該格柵編碼組22與該位置格柵編碼組23設置在線性態樣的該基體20上，並讓其格柵編碼(也就是該等凹部221、231)分別如前述沿該軸線202與該徑向203間隔排列，而可用以量測一線性軸的平坦度誤差、橫向(lateral)振動量、垂直(virtical)振動量，或位移等相關物理量，其相關量測流程容後說明。

參閱圖3與圖4，本發明格柵編碼器2的一第二實施例大致相同於該第一實施例，其不同處在於，該基體20的態樣及該第二實施例沒有設置該位置格柵編碼組23。具體地說，該第二實施例包含一環型基體21、一形成於該環形基體21上的格柵編碼單元201，及一設置於該環形基體21的固定件24，其中，圖4是圖3該格柵編碼組22的局部放大圖。

具體地說，該環形基體21是由導磁材料構成，並包括一中心軸線200、一第一表面211、一相反該第一表面211的第二表面212，及一鄰近該中心軸線200的內周緣213。該格柵編碼單元201由導磁材料構成，並包括一設置於該環形基體21的該第一表面211的格柵編碼組22，該格柵編碼組22具有多個以該環形基體21的該中心軸線200為同心圓間隔排列的凹部221。

詳細地說，於該第二實施例中，該環形基體21是呈扁平狀，也就是說，該第一表面211與該第二表面212的一法線n是與該中心軸線200平行，使得該等凹部221為同心圓地沿該環形基體21的一徑向排列。其中，該等凹部221的數量也沒有特別限制，可視應用需求來減少或增設該等凹部221。

該固定件24是設置於該內周緣213上，用以讓該環形基體21於後續能更方便地安裝在其他裝置上。要說明的是，該固定件24的態樣並沒有特別限制，且也可視情況而不設置該固定件24，只要能將該環形基體21安裝在要應用的裝置上即可。

參閱圖5與圖6，本發明格柵編碼器2的一第三實施例大致與該第二實施例相同，不同處在於，該第三實施例的該環形基體21的態樣。具體地說，圖6是圖5該格柵編碼組22的剖面側視圖，於該第三實施例中，該環形基體21是呈立體環形，也就是說，該第一表面211與該第二表面212的法線n是與該中心軸線200垂直，且該第二表面212是鄰近該中心軸線200，使得該格柵編碼組22是設置於外圍的該第一表面211上，且該等凹部221為同心圓地沿該環形基體21的一軸向(也就是沿該中心軸線200的方向)排列。當該第三實施例的格柵編碼器2要安裝該固定件24時，則是安裝在該第二表面212上。

參閱圖7與圖8，本發明格柵編碼器2的一第四實施例大致與該第二實施例相同，不同處在於，該格柵編碼單元201。具體地說，於該第四實施例中，該格柵編碼單元201包括格柵編碼組22及一位置格柵編碼組23，其中，圖8是圖7該格柵編碼組22與該位置格柵編碼組23的局部放大圖。該位置格柵編碼組23與該格柵編碼組22相鄰地設置於相同的該第一表面211上，且具有多個圍繞該中心軸線200而間隔排列的凹部231。

詳細地說，該位置格柵編碼組23的該等凹部231是沿該環形基體21的徑向延伸而圍繞該內周緣213，且該位置格柵編碼組23是以增量式格柵編碼為例做說明，而可用以量測增量位置，也就是以某個特定參考點作為原點，而量測對於此原點的旋轉角度，其值可如參考坐標以正值或負值表示。此外，該位置格柵編碼組23能位於該環形基體21的該內周緣213與該格柵編碼組22之間，或位於該環形基體21的一外周緣214與該格柵編碼組22之間，於本實施例中，該位置格柵編碼組23是以位於該環形基體21的該內周緣213與該格柵編碼組22之間為例做說明。

參閱圖9與圖10，本發明格柵編碼器2的一第五實施例大致與該第四實施例相同，不同處在於，該位置格柵編碼組23的態樣，其中，圖10是圖9該格柵編碼組22與該位置格柵編碼組23的局部放大圖。具體地說，於該第五實施例中，該位置格柵編碼組23是以絕對式格柵編碼為例做說明，而用以量測欲量測的裝置(例如旋轉軸)的絕對位置，也就是不需要參考點，而可得到完全的絕對位置(類似絕對坐標系，所有的位置資訊均為唯一值)。因此，於該第五實施例中，該位置格柵編碼組23的該等凹部231的排列方式不同於該第四實施例中的該位置格柵編碼組23的該等凹部231。

詳細地說，該位置格柵編碼組23的該等凹部231(絕對式格柵編碼)也是環繞該內周緣213，但其排列方式並沒有一定，主要是視應用情況來編排該等凹部231，由於本發明主要特徵在改變該格柵編碼組22與該位置格柵編碼23的排列方式(即前述以同心圓方式排列)，及將該格柵編碼組22與該位置格柵編碼組23兩者彼此相結合在同一個環形基體21上，因此，有關絕對式格柵編碼的編列方式則為本領域所周知，於此不加以贅述。

參閱圖11與圖12，本發明格柵編碼器2的一第六實施例大致與該第四實施例相同，不同處在於，該第六實施例的該環形基體21的態樣，其中，圖12是圖11該格柵編碼組22與該位置格柵編碼組23的局部放大圖。具體地說，於該第六實施例中，該環形基體21是呈立體環形，也就是說，該第一表面211與該第二表面212的法線n是與該中心軸線200垂直，且該第二表面212是鄰近該中心軸線200，使得該格柵編碼組22與該位置格柵編碼組23是設置於外圍的該第一表面211上，且該格柵編碼組22的該等凹部221為同心圓地沿該環形基體21的軸向(也就是沿該中心軸線200的方向)排列，該位置格柵編碼組23的該等凹部231是沿該環形基體21的軸向延伸並圍繞該中心軸線200間隔排列。當該第六實施例的格柵編碼器2要安裝該固定件24時，則是安裝在該第二表面212上。

參閱圖13與圖14，本發明格柵編碼器2的一第七實施例大致與該第六實施例相同，不同處在於，該位置格柵編碼組23的態樣，圖14是圖13該格柵編碼組22與該位置隔柵編碼組23的局部放大圖。具體地說，該第七實施例中，該位置格柵編碼組23是以絕對式編碼為例做說明，用以量測絕對位置。有關絕對式編碼相關說明與該第五實施例的說明相同，於此不加以贅述。

此處值得說明的是，前述該等實施例的格柵編碼器2主要是透過讓該格柵編碼組22的該等凹部221以同心圓分佈排列，並同時讓該位置格柵編碼組23的該等凹部231與該格柵編碼組22相鄰設置，在線性軸的應用中可量測直線度誤差、橫向振動量與垂直振動量，而在旋轉軸的應用中則可量測軸向與徑向的偏擺量及增量位置與絕對位置。

為了更清楚說明如何以前述該些實施例的格柵編碼器2進行線性軸與旋轉軸的相關量測，以下提出一包含前述格柵編碼器2的格柵編碼裝置進行說明。

參閱圖15，該格柵編碼裝置適用於安裝在一線性軸40上，以進行該線性軸40的振動量與角度位置的量測。於圖15中，該格柵編碼裝置是以包含該第一實施例的該格柵編碼器2及一感測單元3為例做說明。具體地說，該格柵編碼器2是沿該線性軸40的一軸向設置，且該感測單元3是對應該格柵編碼單元201地與該格柵編碼器2間隔設置，並包括一用以感測該格柵編碼單元201振幅訊號的感測器(圖未示)，及一用以感測格柵編碼器2磁場強度的類比感測元件(圖未示)，要說明的是，圖15是將該感測器與該類比感測元件整合成該感測單元3而以示意圖顯示該感測單元3為例做說明。

詳細地說，由於該第一實施例的該格柵編碼器2是呈線性態樣，因此，該格柵編碼器2是直接以其底面安裝在該線性軸40上，該感測單元3則是以不接觸的方式安裝在該格柵編碼器2上的固定側，用以感測該格柵編碼組22與該位置格柵編碼組23，相關感測方式容後說明，適用於作為本發明的該感測單元3的該感測器可選自巨磁阻感測器，該類比感測元件則可選自霍爾感測器，但並不以此為限。

參閱圖16，該第二實施例、該第四實施例，及第五實施例的該格柵編碼器2適用於安裝在一旋轉軸4上，於圖16中，是以該第四實施例的該格柵編碼器2安裝在該旋轉軸4上為例做說明。具體地說，該格柵編碼器2是圍繞該旋轉軸4設置，且該感測單元3是對應該格柵編碼組22與該位置格柵編碼組23間格設置，有關該感測單元3的結構與前述相同。此處要特別說明的是，該第二實施例與該第五實施例的該格柵編碼器2安裝於該旋轉軸4的方式與感測方式也與圖16相同，因此，於此不加以贅述。

詳細地說，由於該第二實施例、該第四實施例，及第五實施例的該格柵編碼器2的該第一表面211與該第二表面212的法線n是與該中心軸線200平行，因此，該格柵編碼器2安裝到該旋轉軸4上時，是讓該環形基體21的該內周緣213朝向該旋轉軸4並透過該固定件24安裝固定在該旋轉軸4上。該感測單元3則是以不接觸的方式安裝在固定側。

參閱圖17與圖18，該第三實施例、該第六實施例，及第七實施例的該格柵編碼器2適用於安裝在該旋轉軸4上，於圖17與圖18中，是分別以該第六實施例與該第七實施例的格柵編碼器2安裝在該旋轉軸4上為例做說明。具體地說，當該格柵編碼裝置是以該第三、六、七實施例的該格柵編碼器2安裝在該旋轉軸4上時，則是以該環形基體21的該第二表面212朝向該旋轉軸4設置，且也透過該固定件24安裝固定在該旋轉軸4上，使得該格柵編碼組22與該位置格柵編碼組23是背向該旋轉軸4的一表面41。此處要特別說明的是，由於該第三、六、七實施例的該格柵編碼器2的該第一表面211與該第二表面212的法線n是垂直於該中心軸線200，因此，也可不需要設置該固定件24，直接如圖18以該格柵編碼器2的該第二表面212附著地安裝在該旋轉軸4的該表面41上。

參閱圖19並配合參閱圖15，說明以圖15具有該第一實施例的該格柵編碼器2的該格柵編碼裝置進行量測該線性軸40的平坦度誤差、直線度誤差、垂直振動量、橫向振動量、位移，及速度的計算流程。

當該線性軸40進行移動時，以該第一實施例的該格柵編碼器2進行量測時(如圖15)，能透過該類比感測元件先感測該格柵編碼組22(見圖1)的磁場強度，其中，其磁場強度能透過磁通量(flux)的大小來得知，透過磁通量的變化得知磁場強度後，進一步與內建的尋找表(look up table，LUT)進行比對，再經由微控制器(micro-controller unit，MCU)進行運算解析而得到位置資訊，進而得知該線性軸40的平坦度誤差或垂直振動量。由此可知，以該類比感測元件量測格柵編碼器磁場強度與內建的尋找表(LUT)比對運算後，即可直接得知線性軸平坦度誤差或垂直振動量。

此外，當要量測以該第一實施例的該格柵編碼器2量測直線度誤差或橫向振動量時，則可透過該感測單元3內的該感測器直接感測該格柵編碼組22的磁場變化，而由該感測器輸出電壓訊號給微控制器(MCU)進行運算解析而得到位置資訊，即可得知該線性軸40的直線度誤差或橫向振動量。

進一步地來說，由於本發明該第一實施例的該格柵編碼器2是同時整合該格柵編碼組22與該位置格柵編碼組23，因此，除了前述量測該線性軸40的平坦度誤差、直線誤差與振動量之外，還能透過該感測器感測該位置格柵編碼組23的增量式編碼的磁場變化，而量得該線性軸40的位移、速度，及加速度，進而得知該線性軸40的增量位置。

參閱圖20，進一步說明以該第二實施例及該第三實施例的該格柵編碼器2量測該旋轉軸4的軸向偏擺量及徑向偏擺量的計算流程。首先，由於偏心量對旋轉運動的影響甚大，因此，先校正該格柵編碼器2與該旋轉軸4的同心度。

接著，當該旋轉軸4進行旋轉運動時，當以具有該第二實施例的該格柵編碼器2的該格柵編碼裝置進行量測時，能透過該感測單元3感測該格柵編碼組22因該旋轉軸4於徑向的偏擺產生的磁場變化進而轉換成電壓訊號，並將此電壓訊號傳至與該感測單元3連接的微控制器(MCU)進行運算解析，即可得知該旋轉軸4於旋轉過程的徑向偏擺；而當以具有該第三實施例的該格柵編碼器的該格柵編碼裝置進行量測時，能透過該感測單元3感測該格柵編碼組22因該旋轉軸4於軸向的偏擺產生的訊號，並將此訊號傳至該微控制器(MCU)進行運算解析，即可得知該旋轉軸4於旋轉過程的軸向偏擺。

參閱圖21，再說明以圖16、圖17或圖18的該格柵編碼裝置進行量測該旋轉軸4的軸向偏擺、徑向偏擺、旋轉角度、角速度，及角加速度的計算流程。

首先，由於偏心量對旋轉運動的影響甚大，因此，先校正該格柵編碼器2與該旋轉軸4的同心度。

首先，以圖21最左邊的實施流程說明，以該第四實施例與該第五實施例的該格柵編碼器2(見圖7與圖9)為例進行量測。當該旋轉軸4進行旋轉運動時，，能透過該類比感測元件先感測該格柵編碼組22的磁場強度，其中，其磁場強度能透過磁通量(flux)的大小來得知，透過磁通量的變化得知磁場強度後，進一步與內建的尋找表(LUT)進行比對，再經由微控制器(MCU)進行運算解析，進而得知該旋轉軸4於軸向偏擺或軸向振動量。由此可知，以該第四實施例及該第五實施例的該格柵編碼器2搭配該類比感測元件量測格柵編碼器的磁場強度與內建的尋找表(LUT)比對運算後，即可直接得知軸向偏擺與軸向振動量。反之，當要以圖21最左邊的實施流程量測徑向偏擺與徑向振動量時，則以該第六實施例與該第七實施例(見圖11與圖13)的該格柵編碼器2進行量測，直接量測該第六實施例與該第七實施例的該格柵編碼器2的格柵編碼單元22的磁場強度，來得知徑向偏擺與徑向振動量，其相關量測方式與前述量測軸向偏擺與軸向振動量相同，於此不加以贅述。

接著，以圖21中間的實施流程說明，以該第四實施例及該第五實施例的該格柵編碼器2(見圖7與圖9) 為例進行量測。當該旋轉軸4進行旋轉運動時，能透過該感測單元3中的該感測器感測格柵編碼組22的磁場產生的弦波狀的變化，而由該感測器將此磁場產生的弦波狀變化轉換成電壓訊號輸出給微控制器(MCU)進行運算解析而得知該旋轉軸4於徑向偏擺(即圖16的x方向)或徑向振動量。反之，當要以圖21中間的實施流程量測軸向偏擺與軸向振動量時，則以該第六實施例與該第七實施例(見圖11與圖13)的該格柵編碼器2進行量測，以該感測器量測該第六實施例與該第七實施例的該格柵編碼器2的格柵編碼單元22的磁場產生的弦波狀的變化，來得知軸向偏擺(見圖17與圖18所標示的y方向)與軸向振動量，其相關量測方式與前述量測徑向偏擺與徑向振動量相同，於此不加以贅述。

由此可知，圖21與最左邊的實施流程與圖21中間的實施流程差異在於，直接以類比感測元件量測格柵編碼組22的磁場強度(圖21與最左邊的實施流程)，或以感測器量測格柵編碼組22的磁場變化而轉換成電壓訊號(圖21中間的實施流程)。也就是說圖21最左邊的實施流程以第四實施例及該第五實施例的該格柵編碼器2量測該旋轉軸4的偏擺時，是量測軸向偏擺；而以圖21中間的實施流程以第四實施例及該第五實施例的該格柵編碼器2量測該旋轉軸4的偏擺時，則是量測徑向偏擺。

由於本發明該第四至七實施例的該格柵編碼器2是同時整合該格柵編碼組22與該位置格柵編碼組23，因此，除了前述量測該旋轉軸4的偏擺之外，還能透過該感測器感測該位置格柵編碼組23的增量式編碼或絕對式編碼，而量得該旋轉軸4的旋轉角度、角速度，及角加速度，進而得知該旋轉軸4的增量位置或絕對位置。

詳細地來說，繼續參閱圖21，以圖21最右邊的實施流程說明，當該旋轉軸4進行旋轉運動時，以該第四至七實施例的該格柵編碼器2進行量測時，其量測方式是與圖21中間的實施流程相似，不同之處在於，其感測器是感測位置格柵編碼23以得知該旋轉軸4的旋轉位置資訊。

綜上所述，本發明格柵編碼器及其裝置，透過在線性形態的該基體20上同時設置該格柵編碼組22與該位置格柵編碼組23，並讓其該等凹部221、231分別沿軸線202與徑向203延伸而間隔排列，並搭配該感測單元3的類比感測元件與感測器設置於該線性軸40上時，可量得該線性軸40的直線度誤差、平坦度、橫向與垂直振動量，及位移與速度；此外，還能在環形基體21上設置具有多個以該中心軸線200為同心圓間隔排列的凹部221的格柵編碼組22而安裝在該旋轉軸4上，並配合該感測器與微控制器(MCU)運算得到該旋轉軸4旋轉徑向與軸向偏擺量，且再能進一步增設具有多個圍繞該中心軸線202而間隔排列的該等凹部231的位置格柵編碼組23，透過該位置格柵編碼組23來量測該旋轉軸4的角度位置與角速度，故確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

2‧‧‧格柵編碼器22‧‧‧格柵編碼組20‧‧‧基體221‧‧‧凹部200‧‧‧中心軸線23‧‧‧位置格柵編碼組201‧‧‧格柵編碼單元231‧‧‧凹部202‧‧‧軸線24‧‧‧固定件203‧‧‧徑向3‧‧‧感測單元21‧‧‧環形基體4‧‧‧旋轉軸211‧‧‧第一表面40‧‧‧線性軸212‧‧‧第二表面41‧‧‧表面213‧‧‧內周緣n‧‧‧法線214‧‧‧外周緣

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一立體示意圖，說明本發明格柵編碼器的一第一實施例； 圖2是一局部放大示意圖，說明本發明該第一實施例的一格柵編碼組與一位置格柵編碼組； 圖3是一立體示意圖，說明本發明格柵編碼器的一第二實施例； 圖4是一局部放大示意圖，說明本發明該第二實施例的該格柵編碼組； 圖5是一立體示意圖，說明本發明格柵編碼器的一第三實施例； 圖6是一剖面側視示意圖，說明沿圖5的直線VI-VI進行剖面得到的該第三實施例的該格柵編碼組； 圖7是一立體示意圖，說明本發明格柵編碼器的一第四實施例； 圖8是一局部放大示意圖，說明本發明該第四實施例的該格柵編碼組與該位置格柵編碼組； 圖9是一立體示意圖，說明本發明格柵編碼器的一第五實施例； 圖10是一局部放大示意圖，說明本發明該第五實施例的該格柵編碼組與該位置格柵編碼組； 圖11是一立體示意圖，說明本發明格柵編碼器的一第六實施例； 圖12是一局部放大示意圖，說明本發明該第六實施例的該格柵編碼組與該位置格柵編碼組； 圖13是一立體示意圖，說明本發明格柵編碼器的一第七實施例； 圖14是一局部放大示意圖，說明本發明該第七實施例的該格柵編碼組與該位置格柵編碼組； 圖15是一立體示意圖，說明本發明該第一實施例與一感測單元安裝於一線性軸上的態樣； 圖16是一立體示意圖，說明本發明該第四實施例與該感測單元安裝在該旋轉軸上的態樣； 圖17是一立體示意圖，說明本發明該第六實施例與該感測單元安裝在該旋轉軸上的態樣； 圖18是一立體示意圖，說明本發明該第七實施例與該感測單元安裝在該旋轉軸上的另一態樣； 圖19是一流程圖，說明本發明具有該第一實施例的該格柵編碼器的該格柵編碼裝置量測線性軸的物理量的流程； 圖20是一流程圖，說明本發明具有該第二實施例與該第三實施例的該格柵編碼器的該格柵編碼裝置量測旋轉軸的物理量的流程；及 圖21是一流程圖，說明本發明具有該第四實施例至該第七實施例的該格柵編碼器的格柵編碼裝置量測旋轉軸的物理量的流程。

2‧‧‧格柵編碼器

20‧‧‧基體

201‧‧‧格柵編碼單元

202‧‧‧軸線

203‧‧‧徑向

22‧‧‧格柵編碼組

221‧‧‧凹部

23‧‧‧位置格柵編碼組

231‧‧‧凹部

Claims (13)

1. 一種格柵編碼器，包含： 一基體，由導磁材料構成；及 一格柵編碼單元，由導磁材料構成，包括一設置於該基體上的格柵編碼組，及一與該格柵編碼組相鄰設置而位於相同表面的位置格柵編碼組，該格柵編碼組具有多個沿該基體的一軸線延伸並沿該軸線的一徑向間隔排列的凹部，該位置格柵編碼組具有多個沿該軸線的該徑向延伸並沿該軸線間隔排列的凹部。
2. 一種格柵編碼器，包含： 一環形基體，由導磁材料構成，包括一第一表面，及一相反該第一表面的第二表面；及 一格柵編碼單元，由導磁材料構成，包括一設置於該環形基體的該第一表面與該第二表面的其中一者的格柵編碼組，該格柵編碼組具有多個以該環形基體的一中心軸線為同心圓間隔排列的凹部。
3. 如請求項2所述的格柵編碼器，其中，該第一表面與該第二表面的一法線與該中心軸線平行，該格柵編碼組設置於該第一表面，該等凹部為同心圓地沿該環形基體的一徑向排列。
4. 如請求項2所述的格柵編碼器，其中，該第一表面與該第二表面的一法線與該中心軸線垂直，且該第二表面鄰近該中心軸線，該格柵編碼組設置於該第一表面，該等凹部為同心圓地沿該環形基體的一軸向排列。
5. 一種格柵編碼器，包含： 一環形基體，由導磁材料構成，包括一第一表面，及一相反該第一表面的第二表面；及 一格柵編碼單元，由導磁材料構成，包括一設置於該環形基體的該第一表面與該第二表面的其中一者的格柵編碼組，及一與該格柵編碼組相鄰地設置於相同表面的位置格柵編碼組，該格柵編碼組具有多個以該環形基體的一中心軸線為同心圓間隔排列的凹部，該位置格柵編碼組具有多個圍繞該中心軸線而間隔排列的凹部。
6. 如請求項5所述的格柵編碼器，其中，該第一表面與該第二表面的一法線與該中心軸線平行，該格柵編碼組與該位置格柵編碼組設置於該第一表面，且該格柵編碼組的該等凹部為同心圓地沿該環形基體的該徑向排列，該位置格柵編碼組的該等凹部沿該環形基體的一徑向延伸，該位置格柵編碼組位於該環形基體的一內周緣與該格柵編碼組之間，或位於該環形基體的一外周緣與該格柵編碼組之間。
7. 如請求項5所述的格柵編碼器，其中，該第一表面與該第二表面的一法線與該中心軸線垂直，且該第二表面鄰近該中心軸線，該格柵編碼組與該位置格柵編碼組設置於該第一表面，該格柵編碼組的該等凹部為同心圓地沿該環形基體的一軸向排列，該位置格柵編碼組的該等凹部沿該環形基體的該軸向延伸。
8. 如請求項5所述的格柵編碼器，其中，該位置格柵編碼組為增量式格柵編碼與絕對式格柵編碼其中一者。
9. 一種格柵編碼裝置，適用於安裝在一線性軸上，以進行該線性軸的振動量與位移量測，該格柵編碼裝置包含： 一如請求項1所述的格柵編碼器，沿該線性軸的一軸向設置；及 一感測單元，對應該格柵編碼單元地與該格柵編碼器間隔設置，並包括一用以感測該格柵編碼單元振幅訊號的感測器，及一用以感測格柵編碼器磁場強度的類比感測元件。
10. 一種格柵編碼裝置，適用於安裝在一旋轉軸上，以進行該旋轉軸的偏擺與角度位置量測，該格柵編碼裝置包含： 一如請求項2至8所述的格柵編碼器，圍繞該旋轉軸設置；及 一感測單元，對應該格柵編碼單元地與該格柵編碼器間隔設置，並包括一用以感測該格柵編碼單元訊號的感測器，及一用以感測格柵編碼器磁場強度的類比感測元件。
11. 如請求項10所述的格柵編碼裝置，其中，當該格柵編碼器的該第一表面與該二表面的法線是與該中心軸線平行時，該環形基體的內周緣朝向該旋轉軸。
12. 如請求項10所述的格柵編碼裝置，其中，當該格柵編碼器的該第一表面與該二表面的法線是與該中心軸線垂直時，該環形基體的該第二表面朝向該旋轉軸。
13. 如請求項12所述的格柵編碼裝置，其中，該格柵編碼器以該第二表面附著於該旋轉軸的一表面上。

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