[发明专利]包括冗余相位信号的绝对位置编码器

摘要

提供一种绝对位置编码器，其具有标尺、探测器和信号处理器，被配置为确定探测器沿着标尺的绝对位置。标尺包括信号调制标尺图案，所述信号调制标尺图案包括周期图案部件和渐进图案变化部件。探测器包括N个空间相位传感元件(比如，导电线圈)和至少一个参照传感元件，所述参照传感元件沿着测量轴线方向以一定距离间隔分开，所述距离对应于相对N个空间相位传感元件的第一个的360度的整数倍数的空间相位移动。来自第一参照传感元件的第一参照信号和来自N个空间相位传感元件的第一个的第一信号名义上包括来自周期图案部件的类似的信号贡献，并且两个信号间的差异是由于其来自渐进图案变化部件的信号贡献的差异。

主权项

1.一种电子绝对位置编码器，所述电子绝对位置编码器包括:标尺，所述标尺包括第一标尺轨道，所述第一标尺轨道沿着测量轴线方向延伸并且包括第一信号调制标尺图案，所述第一信号调制标尺图案包括周期图案部件和渐进图案变化部件，所述周期图案部件包括作为沿着第一标尺轨道的位置函数的周期区域调制或周期材料特征调制中的至少一个，所述渐进图案变化部件与周期图案部件组合或者叠加到所述周期图案部件上并且包括作为沿着第一标尺轨道在第一范围之上的位置函数的渐进区域变化或渐进材料特征变化中的至少一个，探测器，所述探测器至少包括沿着第一标尺轨道对齐的第一组传感元件，第一组传感元件被配置为提供第一组探测器信号，所述第一组探测器信号响应第一信号调制标尺图案并且所述第一组探测器信号指示探测器沿着第一标尺轨道的位置；并且信号处理器，所述信号处理器被配置为基于通过探测器提供的探测器信号确定探测器沿着标尺的绝对位置，其中：第一组传感元件包括N个空间相位传感元件和附加地至少第一参照传感元件，其中：N个空间相位传感元件被配置为提供N个各自的信号，并且位于其各自的沿着探测器测量轴线方向的N个位置，N个位置每一个对应于传感周期图案部件的独特的第N个空间相位和沿着渐进图案变化部件的对应的第N个位置，第一参照传感元件位于探测器上的第一参照位置，所述第一参照位置沿着测量轴线方向以第一参照距离间隔分开，所述第一参照距离对应于相对N个空间相位传感元件的第一空间相位传感元件的360度的整数倍数的空间相位移动，所述第一空间相位传感元件提供对应于周期图案部件的第一空间相位的第一信号和沿着渐进图案变化部件的第一位置；第一参照传感元件被配置为提供对应于周期图案部件第一空间相位的第一参照信号以及沿着渐进图案变化部件的对应的第一参照位置，使得第一信号和第一参照信号名义上包括来自周期图案部件的相似的信号贡献并且第一信号和第一参照信号的差异是由于其来自渐变图案变化部件的信号贡献的差异；并且第一信号和第一参照信号不是静态地彼此相连并且它们促成信号处理器的独立输入信号，并且第一信号和第一参照信号之间的由于第一参照距离的差异是第一信号差异，所述第一信号差异指示用于通过第一组探测器信号展示出的第一渐变信号变化的标尺因子M1，其中第一渐变信号变化是由于作为沿着第一标尺轨道的探测器位置函数的渐变图案变化部件。