感应的位置测量机构制造技术

本发明专利技术涉及感应的位置测量机构，具体而言，根据本发明专利技术，用于绝对的位置测量的感应的位置测量机构包括标尺单元，带有第一测量刻度和平行于所述第一测量刻度伸延的且对置于所述第一测量刻度的第二测量刻度。扫描单元布置在第一测量刻度与第二测量刻度之间的间隙中并且能够相对于所述标尺单元在测量方向（X）上移位。扫描单元包括第一线圈组件用于扫描所述第一测量刻度且用于产生取决于位置的第一扫描信号，以及对置于所述第一线圈组件的第二线圈组件用于扫描所述第二测量刻度且用于产生取决于位置的第二扫描信号。在所述第一线圈组件与所述第二线圈组件之间布置有由软磁的材料制成的中间层，所述中间层将所述两个线圈组件与彼此屏蔽。

【技术实现步骤摘要】
感应的位置测量机构
感应的位置测量机构用于确定两个相对彼此能够运动的结构部件的位置。所述感应的位置测量机构例如用作转动传感器（Drehgeber）以用于确定两个相对彼此能够转动的机器部件的角度位置或用作长度测量系统以用于直接测量沿着轴线的纵向移位。
技术介绍
这样的感应的位置测量机构使用为用于电的驱动器的测量仪器以用于确定相应的机器部件的相对运动或相对位置。在这种情况中将所产生的位置数值经由相应的接口组件传输给用于操控所述驱动器的后续电子机构（Folgeelektronik）。人们将增量的位置测量机构（inkrementalenPositionsmesseinrichtungen）和绝对的位置测量机构（absolutenPositionsmesseinrichtungen）区分开。越来越需要绝对的位置测量机构。这种类型的绝对的感应的位置测量机构由EP1081454B1已知。所述绝对位置通过感应地扫描带有轻微地不同的周期性的测量刻度（periodischenMessteilungen）的两个测量刻度来获得（游尺原理（Noniusprinzip）），所述测量刻度分别取决于位置地影响在励磁绕组（Erregerwindung）与扫描绕组（Abtastwindung）之间的感应的耦联的强度。用于扫描所述两个测量刻度的线圈组件布置在所述测量刻度之间的中间空间中或间隙中。
技术实现思路
本专利技术的任务是，完成一种感应的位置测量机构，利用其能够测得精密的绝对位置并且所述位置测量机构具有紧凑和牢固的结构方式。所述任务根据本专利技术通过权利要求1的特征来解决。所述感应的位置测量机构由此包括-标尺单元，带有在测量方向上伸延的第一测量刻度和平行于所述第一测量刻度伸延的和对置于所述第一测量刻度的第二测量刻度；-扫描单元，其布置于在所述第一测量刻度与所述第二测量刻度之间的间隙中并且为了所述位置测量能够相对于所述标尺单元在测量方向上移位，其中，所述扫描单元包括第一线圈组件用于扫描所述第一测量刻度且用于产生取决于位置的第一扫描信号并且所述扫描单元包括对置于所述第一线圈组件的第二线圈组件用于扫描所述第二测量刻度且用于产生取决于位置的第二扫描信号，其中，在所述第一线圈组件与所述第二线圈组件之间布置有至少一个由软磁的材料制成的中间层。软磁的材料为铁磁的材料，所述铁磁的材料在磁场中能够容易磁化。在所述材料中的磁的极化以原料导磁率加强外部的磁场。所述软磁的材料能够以实心的金属的形式、作为结合的金属粉末、以陶瓷的材料、所谓的铁素体的形式、或作为合成材料结合的铁素体粉末来存在。所述软磁的材料作为中间层具有如下功能，即使得以所述第一线圈组件为出发点的、磁的交变场（magnetischenWechselfeldes）的场线在所述中间层的材料的覆层中来导引并且由此形成闭合的并且空间上受限制的磁的回路，以及使得以所述第二线圈组件为出发点的、磁的交变场的场线在所述中间层的材料的覆层中来导引并且由此形成闭合的并且空间上受限制的磁的回路。所述中间层由此将以所述第一线圈组件为出发点的场线与以所述第二线圈组件为出发点的场线分离。特别适用为中间层的是三明治状的构建，由核芯和在其上在两侧布置的覆层构成，所述覆层由软磁的材料制成，所述材料于在2MHz左右的数量级中的交变场中具有例如在1x106Ω的数量级中的大的电的阻抗，也就是说实际上是电不传导的。这样的材料为FFD材料（磁通场定向材料（FluxFieldDirectionalMaterial））并且以作为“烧结的铁素体片（sinteredferritesheet）”的薄膜的形式能够在商业中获得。由于导电性较差，能够在所述材料中不产生涡流，所述涡流阻尼所述相应的线圈组件的励磁场。所述核芯优选地同样由软磁的材料制成。尤其所述核芯的材料的导磁率明显地（优选地以多倍）大于所述在两侧布置的覆层的导磁率。在这种情况中所述核芯吸收以外部的磁场为出发点的干扰通量（Störfluss）并且所述覆层不处于饱和。也就是说如果所述位置测量机构经受外部的磁场，则必须防止，所述外部的磁场使功能上的覆层饱和，因为否则不再提供加强通量的作用。适用为用于所述核芯的材料的是尤其软磁的钢。所述金属的中间层还能够为镍铁高导磁合金（Mu-Metall），也就是说带有超过10000的非常高的导磁率的金属。所述软磁的材料是良好地导电的，基于在2MHz的数量级中的交变场的情况下的极高的导磁率，所述交变场的渗透深度(Eindringtiefe)是非常小的并且其仅仅以几个μm深度传播，从而所述有效的电的阻抗是非常高的并且由此又不产生涡流或产生仅仅能够忽略的涡流，所述涡流对抗所述相应的线圈组件的励磁场并且能够阻尼所述励磁场。人们由从属的权利要求得知本专利技术的有利的构造方案。附图说明根据本专利技术的感应的位置测量机构的细节和优点由实施例的下面的描述按照所述附上的图来得知。其中图1示出根据本专利技术的感应的第一位置测量机构的透视的视图；图2示出源自图1的感应的位置测量机构的横截面；图3详细地示出所述第一测量刻度和所述第二测量刻度的设计方案和扫描；图4示出在所述第一测量刻度中产生的涡流；图5以剖面示出根据本专利技术的感应的第二位置测量机构，以及图6示出标尺单元的备选的设计方案。具体实施方式按照图1至4将本专利技术的第一实施例进一步阐述。所述图1示出标尺单元1，带有两个在测量方向X上伸延的测量刻度11和12，所述测量刻度彼此对置布置并且在它们之间构造出间隙。所述第一测量刻度11具有带有第一刻度周期P1的刻度元件并且所述第二测量刻度12具有带有第二刻度周期P2的刻度元件。所述两个测量刻度11、12的周期性布置的刻度元件设计成能够感应地被扫描。为此所述测量刻度11、12分别由周期性的一系列的在测量方向X上与彼此间隔开的导电的刻度元件构成。在所示出的实施例中所述刻度元件为面型的矩形。所述刻度元件但还能够具有其它的形状、例如弯曲的外轮廓或还是三角形。所述刻度元件形成感应的耦联元件，所述耦联元件将在励磁绕组210、220与扫描绕组211、212、221、222之间的感应的耦联的强度取决于位置地来调制，方式是在刻度元件中产生涡流，所述涡流对抗所述励磁场作用。在图4中示意性地示出在所述测量刻度11的刻度元件中产生的涡流。所述第一测量刻度11的刻度周期P1和所述第二测量刻度12的刻度周期P2仅仅轻微地与彼此不同，从而由此能够通过所述刻度周期P1、P2中的多个推导出绝对位置AP。也就是说，所述绝对的位置测量基于所述游尺原理。所述感应的位置测量机构此外包括扫描单元2用于扫描所述标尺单元1的这两个测量刻度11和12，所述扫描单元2布置在于所述第一测量刻度11与所述第二测量刻度12之间的间隙中。为了位置测量使得所述扫描单元2在测量方向X上相对于所述标尺单元1能够移位。所述扫描单元2包括第一线圈组件21用于扫描所述第一测量刻度11且用于产生至少一个取决于位置的第一扫描信号S1。所述扫描单元2包括第二线圈组件22用于扫描所述第二测量刻度12且用于产生至少一个取决于位置的第二扫描信号S2。所述第一线圈组件21具有第一励磁绕组210和多个互相相位移位的(gegeneinanderphasenverschobene)周期性的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
感应的位置测量机构，用于绝对的位置测量，所述感应的位置测量机构包括‑ 标尺单元（1、100），带有在测量方向（X）上伸延的第一测量刻度（11）和平行于所述第一测量刻度伸延的且对置于所述第一测量刻度（11）的第二测量刻度（12）；‑ 扫描单元（2、2.1），其布置于在所述第一测量刻度（11）与所述第二测量刻度（12）之间的间隙中并且为了所述位置测量能够相对于所述标尺单元（1、100）在测量方向（X）上移位，其中，所述扫描单元（2、2.1）包括第一线圈组件（21）用于扫描所述第一测量刻度（11）且用于产生取决于位置的第一扫描信号（S1、S11）并且所述扫描单元（2、2.1）包括对置于所述第一线圈组件（21）的第二线圈组件（22）用于扫描所述第二测量刻度（12）且用于产生取决于位置的第二扫描信号（S2、S21），其特征在于，在所述第一线圈组件（21）与所述第二线圈组件（22）之间布置有至少一个由软磁的材料制成的中间层（6、6.1）。

【技术特征摘要】
2015.12.08 DE 102015224589.61.感应的位置测量机构，用于绝对的位置测量，所述感应的位置测量机构包括-标尺单元（1、100），带有在测量方向（X）上伸延的第一测量刻度（11）和平行于所述第一测量刻度伸延的且对置于所述第一测量刻度（11）的第二测量刻度（12）；-扫描单元（2、2.1），其布置于在所述第一测量刻度（11）与所述第二测量刻度（12）之间的间隙中并且为了所述位置测量能够相对于所述标尺单元（1、100）在测量方向（X）上移位，其中，所述扫描单元（2、2.1）包括第一线圈组件（21）用于扫描所述第一测量刻度（11）且用于产生取决于位置的第一扫描信号（S1、S11）并且所述扫描单元（2、2.1）包括对置于所述第一线圈组件（21）的第二线圈组件（22）用于扫描所述第二测量刻度（12）且用于产生取决于位置的第二扫描信号（S2、S21），其特征在于，在所述第一线圈组件（21）与所述第二线圈组件（22）之间布置有至少一个由软磁的材料制成的中间层（6、6.1）。2.根据权利要求1所述的感应的位置测量机构，其中，所述中间层（6）由软磁的核芯（7）和在两侧布置在所述核芯上的不能导电的软磁的覆层（8、9）构成。3.根据权利要求2所述的感应的位置测量机构，其中，所述核芯（7）由软磁的能够导电的金属构成。4.根据权利要求2或3所述的感应的位置测量机构，其中，所述核芯（7）的导磁率大于所述两个覆层（8、9）的导磁率。5.根据前述权利要求2至4中任一项所述的感应的位置测量机构，其中，所述覆层（8、9）分别包括不能导电的基体材料，软磁的颗粒嵌入到...

【专利技术属性】
技术研发人员：M霍伊曼，MO蒂曼，A弗兰克，
申请(专利权)人：约翰内斯·海德汉博士有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE