电磁感应型位置检测器制造技术

提供一种电磁感应型位置检测器，其能够减轻设计规则限制、检测绝对位置信号，并使检测器相对于分度基板在预定方向上的位置的分辨率更高。电磁感应型位置检测器包括具有多个分度线圈的标尺、传输单元和接收单元的头部，和控制单元。多个分度线圈中的每一个包括以间距L1布置的传输分度、以与间距L1不同的间距L0布置的接收分度，和连接单元。传输单元包括由多个传输线圈构成的三个传输线圈组，每个传输线圈以间距L1布置，传输线圈组被布置使得相邻的传输线圈组具有预定相位差。接收单元包括由多个接收线圈构成的三个接收线圈组，每个接收线圈以间距L0布置，并且接收线圈组被布置使得相邻的接收线圈组具有与三个传输线圈组的相位差完全相同的相位差。

Electromagnetic Induction Position Detector

An electromagnetic induction position detector is provided, which can alleviate the limitation of design rules, detect absolute position signals, and make the detector have higher resolution relative to the position of the indexing substrate in the predetermined direction. The electromagnetic induction position detector includes a ruler with multiple indexing coils, a head of a transmission unit and a receiving unit, and a control unit. Each of the multiple indexing coils includes a transmission indexing arranged at interval L1, a reception indexing arranged at interval L0 different from interval L1, and a connecting unit. The transmission unit consists of three transmission coil groups consisting of multiple transmission coils, each of which is arranged at a distance of L1. The transmission coil groups are arranged so that the adjacent transmission coil groups have a predetermined phase difference. The receiving unit consists of three receiving coil groups consisting of multiple receiving coils, each of which is arranged at a distance of L0, and the receiving coil groups are arranged so that the adjacent receiving coil groups have exactly the same phase difference as the three transmission coil groups.

【技术实现步骤摘要】
电磁感应型位置检测器
本专利技术涉及电磁感应型位置检测器。
技术介绍
在现有技术中，已知一种电磁感应型位置检测器，这种位置检测器包括具有沿着预定方向以预定间距布置的分度线圈的板状分度基板以及具有被提供成面向分度线圈的传输线圈和接收线圈的检测器。电磁感应型位置检测器例如用于卡尺、指示器、线性标尺、千分尺等。通过驱动(激励)传输线圈，电磁感应型位置检测器经由分度线圈利用接收线圈检测具有与分度线圈的间距相同周期的正弦波信号(信号)。电磁感应型位置检测器根据检测到的信号计算检测器相对于标尺基板在预定方向上的位置。例如，在专利文献1中，电磁感应型编码器(电磁感应型位置检测器)包括具有标尺线圈(分度线圈)的标尺(分度线圈)以及具有传输线圈和接收线圈的头部(检测器)。在这种电磁感应型编码器中，通过使用通过堆叠多个基板而形成的多层基板构成标尺线圈、传输线圈以及接收线圈。在这里，已知增量方法(INC方法)和绝对方法(ABS方法)作为通过使用电磁感应型编码器计算头部相对于标尺在预定方向上的位置的方法。INC方法是这样一种方法，其中通过连续检测以恒定间距布置的标尺的增量分度线圈(INC分度线圈)并对通过的INC分度线圈中的线圈数进行向上计数或向下计数来计算相对位置。然而，INC方法的问题在于，不能获取头部相对于标尺在预定方向上的绝对位置。相反，ABS方法是这样一种方法，其中通过利用头部在适当的定时检测随机布置在标尺上的绝对分度线圈(ABS分度线圈)并分析检测到的信号来检测绝对位置。在ABS方法中，有可能获取头部相对于标尺在预定方向上的绝对位置。然而，ABS方法的问题在于，虽然可以获取绝对位置，但是仅有可能获取分辨率低于INC方法的位置信息。为了解决这种问题，例如，专利文献2提出了一种使用INC方法和ABS方法两者的计算方法的编码器(电磁感应型位置检测器)。编码器使用具有增量轨道(INC轨道)和绝对轨道(ABS轨道)的双轨型标尺，其中增量轨道包括INC图案(INC分度线圈)并且绝对轨道包括ABS图案(ABS分度线圈)。然后，通过检测器头部(检测器)检测INC图案和ABS图案，并且基于每个图案计算位置信息。这种编码器将从INC图案计算出的相对位置与从ABS图案计算出的绝对位置进行比较。接下来，编码器将相对位置和绝对位置组合，以计算头部相对于标尺在预定方向上的位置，通过比较相对位置与绝对位置来验证检测误差，并通过使用绝对位置来校正相对位置。在期望通过使用INC方法和ABS方法计算头部相对于标尺在预定方向上的更高分辨率位置的情况下，可以想到电磁感应型编码器可以配置要检测的信号的更短的周期。特别地，在电磁感应型编码器中，例如，通过将标尺线圈、传输线圈以及接收线圈的间距配置为小，可以将信号的周期配置为短。引文列表专利文献专利文献1：JP2000-180209A专利文献2：JP2013-79915A
技术实现思路
技术问题但是，在这种电磁感应型编码器中，在标尺线圈、传输线圈以及接收线圈的间距被配置为小的情况下，标尺和头部的设计规则成为问题。在这里，设计规则是制造中的物理限制，这是由于例如在其上形成标尺线圈、传输线圈以及接收线圈的基板的尺寸。即，在标尺线圈、传输线圈以及接收线圈的间距形成为小的情况下，例如，连接多层基板的基板的通孔等的间距也减小，并且形成多个彼此接触或彼此重叠的通孔等。在多个通孔等彼此接触或彼此重叠地形成的情况下，存在头部不能检测到正常信号的问题。本专利技术的目的是提供一种电磁感应型位置检测器，该位置检测器能够在检测绝对位置信号的同时减轻设计规则限制，并且使检测器相对于分度基板在预定方向上的位置的分辨率更高。对问题的解决方案本专利技术的电磁感应型位置检测器涉及一种电磁感应型位置检测器，包括：分度基板，该分度基板为板状并且包括沿着预定方向布置的多个分度线圈；检测器，包括被提供成面向多个分度线圈的传输单元和接收单元；以及控制单元，被配置为通过驱动传输单元，基于由接收单元经由多个分度线圈检测到的信号的变化来计算检测器相对于分度基板在预定方向上的位置；其中多个分度线圈中的每一个包括：传输分度，其面向传输单元沿着预定方向以预定间距布置；接收分度，其面向接收单元沿着预定方向以不同于传输分度的间距的间距布置；以及连接单元，用于连接传输分度和接收分度；传输单元包括：多个传输线圈组，沿着预定方向布置，使得相邻的传输线圈组具有预定的相位差；以及多个传输线圈，沿着预定方向以传输分度的间距的整数倍的间距布置，构成多个传输线圈组中的每一个；接收单元包括：多个接收线圈组，沿着预定方向布置，使得相邻的接收线圈组具有与多个传输线圈组的相位差完全相同的相位差；以及多个接收线圈，沿着预定方向以接收分度的间距的整数倍的间距布置，构成多个接收线圈组中的每一个；并且控制单元被配置为：依次独立驱动多个传输线圈组，并基于由多个接收线圈组(每个接收线圈组按照驱动多个传输线圈组的次序检测用于多个传输线圈组中的每一个的信号)检测到的多个信号生成计算检测器相对于分度基板的绝对位置的绝对位置信号和计算检测器相对于分度基板的相对位置的相对位置信号，并且基于绝对位置信号和相对位置信号来计算检测器相对于分度基板在预定方向上的位置。根据如上所述的本专利技术，在电磁感应型位置检测器中，例如，可以布置三个传输线圈组，使得相邻的传输线圈组具有预定的相位差，并且可以布置三个接收线圈组，使得相邻的接收线圈组具有预定的相位差。利用这种布置，在三个传输线圈组被依次独立驱动的情况下，总共九个信号可以被三个接收线圈组检测，每个接收线圈组按照驱动三个传输线圈组的次序检测用于三个传输线圈组中的每一个的信号。在这里，这九个信号是通过组合绝对位置信号和相对位置信号而获得的信号。因而，通过利用预定操作分析这九个检测信号，电磁感应型位置检测器可以生成绝对位置信号和相对位置信号。控制单元可以基于所生成的绝对位置信号和相对位置信号来计算检测器相对于分度基板在预定方向上的位置。此外，由九个检测信号生成的相对位置信号是比由包括一个传输线圈组和一个接收线圈组的电磁感应型位置检测器检测到的相对位置信号更高分辨率的相对位置信号。即，电磁感应型位置检测器的分度线圈提供有具有预定间距的传输分度和具有与传输分度的间距不同的间距的接收分度，并且检测器由多个传输线圈组和多个接收线圈组构成，其中多个传输线圈组被布置成使得相邻的传输线圈组具有预定的相位差并且多个接收线圈组被布置成使得相邻的接收线圈组具有预定的相位差，多个传输线圈以传输分度的间距的整数倍的间距布置，并且多个接收线圈以接收分度的间距的整数倍的间距布置。这种配置允许生成具有比传输线圈和接收线圈的间距短的周期的相对位置信号。电磁感应型位置检测器可以在不改变传输线圈和接收线圈的间距的情况下生成高分辨率的相对位置信号。因而，由于电磁感应型位置检测器可以检测绝对位置信号并且可以检测高分辨率相对位置信号而无需将分度线圈、传输线圈以及接收线圈的间距配置得更小，因此有可能减轻设计规则限制、检测绝对位置信号，并使检测器相对于分度基板在预定方向上的位置的分辨率更高。在这个时候，优选的是多个传输线圈沿着预定方向以与传输分度的间距完全相同的间距布置，并且多个接收线圈沿着预定方向以与接收分度的间距完全相同的间距本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁感应型位置检测器，包括：分度基板，具有板状并且包括沿着预定方向布置的多个分度线圈；检测器，包括被提供成面向所述多个分度线圈的传输单元和接收单元；以及控制单元，被配置为通过驱动所述传输单元，基于由所述接收单元经由所述多个分度线圈检测到的信号的变化来计算所述检测器相对于所述分度基板在所述预定方向上的位置；其中所述多个分度线圈中的每一个分度线圈包括：传输分度，面向所述传输单元沿着所述预定方向以预定间距布置，接收分度，面向所述接收单元沿着所述预定方向以不同于所述传输分度的所述间距的间距布置，以及连接单元，用于连接所述传输分度和所述接收分度；所述传输单元包括：多个传输线圈组，沿着所述预定方向布置，使得相邻的传输线圈组具有预定的相位差，以及多个传输线圈，沿着所述预定方向以所述传输分度的所述间距的整数倍的间距布置，构成所述多个传输线圈组中的每一个传输线圈组；所述接收单元包括：多个接收线圈组，沿着所述预定方向布置，使得相邻的接收线圈组具有与所述多个传输线圈组的所述相位差完全相同的相位差，以及多个接收线圈，沿着所述预定方向以所述接收分度的所述间距的整数倍的间距布置，构成所述多个接收线圈组中的每一个接收线圈组；以及所述控制单元被配置为：依次独立驱动所述多个传输线圈组，并基于由所述多个接收线圈组检测到的多个信号生成计算所述检测器相对于所述分度基板的绝对位置的绝对位置信号和计算所述检测器相对于所述分度基板的相对位置的相对位置信号，其中每个接收线圈组按照驱动所述多个传输线圈组的次序检测用于所述多个传输线圈组中的每一个传输线圈组的信号，以及基于所述绝对位置信号和所述相对位置信号来计算所述检测器相对于所述分度基板在所述预定方向上的位置。...

【技术特征摘要】
2017.12.01 JP 2017-2315771.一种电磁感应型位置检测器，包括：分度基板，具有板状并且包括沿着预定方向布置的多个分度线圈；检测器，包括被提供成面向所述多个分度线圈的传输单元和接收单元；以及控制单元，被配置为通过驱动所述传输单元，基于由所述接收单元经由所述多个分度线圈检测到的信号的变化来计算所述检测器相对于所述分度基板在所述预定方向上的位置；其中所述多个分度线圈中的每一个分度线圈包括：传输分度，面向所述传输单元沿着所述预定方向以预定间距布置，接收分度，面向所述接收单元沿着所述预定方向以不同于所述传输分度的所述间距的间距布置，以及连接单元，用于连接所述传输分度和所述接收分度；所述传输单元包括：多个传输线圈组，沿着所述预定方向布置，使得相邻的传输线圈组具有预定的相位差，以及多个传输线圈，沿着所述预定方向以所述传输分度的所述间距的整数倍的间距布置，构成所述多个传输线圈组中的每一个传输线圈组；所述接收单元包括：多个接收线圈组，沿着所述预定方向布置，使得相邻的接收线圈组具有与所述多个传输线圈组的所述相位差完全相同的相位差，以及多个接收线圈，沿着所述预定方向以所述接收分度的所述间距的整数倍的间距布置，构成所述多个接收线圈组中的每一个接收线圈组；以及所述控制单元被配置为：依次独立驱动所述多个传输线圈组，并基于由所述多个接收线圈组检测到的多个信号生成计算所述检测器相对于所述分度基板的绝对位置的绝对位置信号和计算所述检测器相对于所述分度基板的相对位置的相对位置信号，其中每个接收线圈组按照驱动所述多个传输线圈组的次序检测用于所述多个传输线圈组中的每一个传输线圈组的信号，以及基于所述绝对位置信号和所述相...

【专利技术属性】
技术研发人员：田原智弘，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：日本,JP