位置测量装置和用于运行位置测量装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种位置测量装置，包括：刻度载体，在其上布置有测量刻度；用于通过扫描测量刻度生成取决于位置的扫描信号的扫描单元；和用于将扫描信号处理为位置信号的信号处理单元。本发明专利技术的特征在于，设置有监视单元，向其输送至少一个要监视的信号并且由其在监视要监视的信号的基础上发送修正信号到修正单元，向修正单元输送至少一个位置信号并且位置信号为了传输至少一个状态消息可由修正单元修正并且作为输出信号发送到后续电子设备，并且在修正信号的基础上通过添加干扰参量至至少一个位置信号实现修正。此外，本发明专利技术涉及一种用于利用这样的位置测量装置发送状态消息的方法。

【技术实现步骤摘要】
位置测量装置和用于运行位置测量装置的方法
本专利技术公开了一种根据本专利技术的位置测量装置以及一种根据根据本专利技术的用于运行位置测量装置的方法。其使得增量式位置测量装置能够将状态信息发送到后续电子设备。
技术介绍
增量式位置测量装置应用在自动化技术和特别是在机床中，用于测量可运动的部件的位置改变。因此，增量式旋转传感器测量转动运动，例如旋转的轴的转动运动。与此相反，增量式纵向测量设备测量可彼此运动地布置的机械部件的线性移动。在已知的增量式位置测量装置中由探测单元扫描由均匀布置的编码元件组成的刻度轨迹。在此，能够采用各种物理扫描原理，例如光学的、磁性的、感应的或电容的。由扫描得出的探测信号在均匀运动(恒定的速度或者恒定的转速)时优选为尽可能正弦的，位置信息例如能够通过计算经过的信号周期或者当要求更高的解析度的时候附加地通过将信号周期划分为多个角度区段(内插)得到。当在扫描时生成两个具有例如彼此90°的相位移的探测信号的时候，能够获得方向信息。为了建立用于增量式位置测量装置的原理决定的相对的位置测量的绝对参考点，通常在至少一个位置上生成基准脉冲。对此能够在单独的刻度轨迹上布置合适的刻度结构，其同样由探测单元进行扫描。由探测单元得到的探测信号在信号处理单元中进行处理，并且相应于输出接口的规格进行调整。已知的用于增量式位置测量装置的接口例如对于增量信号来说要求1V的峰峰值。除了这样的模拟接口之外还有发送数字增量信号的接口。在该情况下，在信号处理单元中从模拟探测信号中生成数字的、即矩形的增量信号。在此也适用的是，对于取决于运动方向的位置测量来说需要两个彼此相位移的数字增量信号。同样地，根据接口，模拟或数字地发送基准脉冲。(模拟或数字)增量信号以及基准脉冲至后续电子设备的传输经由高质量的、大部分屏蔽的、多芯的电缆实现。该传输不仅能够大地基准地、而且差分地进行。因为通常要经过后续电子设备和位置测量装置之间的适合长度的路径，所以电缆在规划设备时是不会被低估的成本因素。因为电缆中需要的芯线的数量基本上也确定了价格，所以不断地努力使得电缆中芯线数量最小化。与该努力相反地，除了位置信息之外在位置测量装置中还会产生对另外的信息、例如状态信息的要求。然而为了能够将该信息传输至后续设备，通常在电缆中需要附加的芯线。DE102006012074A1描述了一种位置测量装置，其中通过改变模拟位置信号的信号幅度来将监视装置的状态以信号表示。然而因为位置信号的幅度直接影响后续电子设备中的位置评估，这能够由后续电子设备解释为位置测量装置的故障，并且因此能够导致设备停机，其中位置测量装置在所述设备中运行。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，给出一种位置测量装置，利用其以简单的方式可将状态消息发送至后续电子设备。该目的通过根据本专利技术的位置测量装置实现。根据本专利技术的位置测量装置包括：刻度载体，在其上布置有测量刻度；用于通过扫描测量刻度生成取决于位置的扫描信号的扫描单元；和用于将扫描信号处理为位置信号的信号处理单元。此外，该位置测量装置的特征在于：设置有监视单元，向其输送至少一个要监视的信号并且由其在监视要监视的信号的基础上发送修正信号到修正单元，向修正单元输送至少一个位置信号，并且位置信号可由修正单元修正用于传输至少一个状态消息并且作为输出信号发送到后续电子设备，并且在修正信号的基础上通过添加干扰参量至至少一个位置信号实现修正。此外，本专利技术的目的在于，给出一种方法，利用其以简单的方式可将状态消息发送至后续电子设备。该目的通过根据本专利技术的用于发送状态消息的方法实现。提出一种用于利用位置测量装置发送状态消息方法，该位置测量装置包括：刻度载体，在其上布置有测量刻度；用于通过扫描测量刻度生成取决于位置的扫描信号的扫描单元；和用于将扫描信号处理为位置信号的信号处理单元。该方法的特征在于：设置有监视单元，向其输送至少一个要监视的信号并且由其在监视要监视的信号的基础上将修正信号发送到修正单元，向修正单元输送至少一个位置信号，并且位置信号为了传输至少一个状态消息可由修正单元修正并且作为输出信号发送到后续电子设备，并且通过在修正信号的基础上添加干扰参量的方式来修正至少一个位置信号。另外的优点由上述内容和接下来描述的实施例得出。附图说明在此示出图1是根据本专利技术的位置测量装置的框图，图2是在无干扰运行中的位置信号或者输出信号的信号图，图3是第一变体方案的信号图，以便将状态消息传输至后续电子设备，图4是在矩形输出信号的情况下的第一变体方案的信号图，图5是第二变体方案的信号图，以便将状态消息传输至后续电子设备，图6是另一个变体方案的信号图，以便将状态消息传输至后续电子设备，图7是另一个变体方案的信号图，以便将状态消息传输至后续电子设备，图8是另一个根据本专利技术的位置测量装置的框图，图9是根据图8的位置测量装置的位置信号或者输出信号的信号图，图10是另一个变体方案的信号图，以便将状态消息传输至后续电子设备，图11是另一个变体方案的信号图，以便将状态消息传输至后续电子设备，图12是另一个根据本专利技术的位置测量装置的框图。具体实施方式图1示出了根据本专利技术的位置测量装置10的框图。其包括扫描单元12，其合适地设计，以便扫描刻度载体14上的测量刻度。在此，刻度载体14和扫描单元12以已知的方式可相对彼此运动地布置，这例如通过其与机床的可运动的部件连接来实现，应当确定其彼此的相对位置。除了用于检测线性的相对位置的示意性示出的实施例之外，也能够根据本专利技术实施转动的位置测量装置。在该情况下，刻度载体不实施为直的码尺、而是例如实施为环形的盘，在其中测量刻度径向地绕着其中点(其在运行中形成轴线的旋转点，应当测量其角度位置或者转数)布置。在所示实例中测量刻度由增量测量刻度16和基准测量刻度17组成。由扫描测量刻度16、17得出的扫描信号S0、S90、R包括来自于增量测量刻度16的扫描的两个相位移90°的增量信号S0、S90以及来自于基准测量刻度17的扫描的基准信号R。增量信号S0、S90在测量刻度相对于扫描单元12均匀运动(恒定的速度或者恒定的转速)时为尽可能正弦的。基准信号R用于提供用于增量式位置测量装置的原理决定的相对位置测量的绝对参考位置。对此作为基准信号在R在限定的位置上(或者在角度测量设备的情况下在限定的角度位置上)生成脉冲。然而，本专利技术不局限于用于生成包含位置信息的扫描信号的扫描原理的该实例。更确切地说，其与物理的扫描原理(例如光学、磁性、感应、电容的扫描)和类型和方式、如包含在扫描信号中的位置信息无关。因此，例如幅度调制或数字编码的扫描信号也适用于本专利技术的实施方案。将扫描信号S0、S90、R输送给信号处理单元20，其合适地设计为，将扫描信号处理为位置测量装置10的增量式接口的位置信号P0、P90、PR。根据扫描原理和由此得出的在扫描信号中的位置信息的编码，能够进行信号处理单元20中的各种处理步骤：将电流信号转换为电压信号解调滤波A/D转换误差校正(例如偏移校正、相位校正、…)调整每长度或角度单元的信号周期数量D/A转换。由处理得出的位置信号在该实例中包括两个增量位置信号P0、P90和一个基准脉冲PR。位置信号P0、P90、PR如在下面的实例中示出的那样可以是模拟信号。然而可替换地，其也本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种位置测量装置，包括：刻度载体(14)，在所述刻度载体上布置有测量刻度(16、17)；用于通过扫描所述测量刻度(16、17)生成取决于位置的扫描信号(S0、S90、R)的扫描单元(12)；和用于将所述扫描信号(S0、S90、R)处理为位置信号(P0、P90、P180、P270、PR、/PR)的信号处理单元(20)，其特征在于，设置有监视单元(30)，向所述监视单元输送至少一个要监视的信号(X、X0、X90)并且由所述监视单元在监视所述要监视的信号(X、X0、X90)的基础上发送修正信号(M、M0、M90)到修正单元(40)，向所述修正单元(40)输送至少一个位置信号(P0、P90、P180、P270、PR、/PR)，并且所述位置信号(P0、P90、P180、P270、PR、/PR)为了传输至少一个状态消息可由所述修正单元(40)修正并且作为输出信号(A0、A90、A180、A270、AR、/AR)发送到后续电子设备(80)，并且在所述修正信号(M、M0、M90)的基础上通过添加干扰参量至至少一个所述位置信号(P0、P90、P180、P270、PR、/PR)实现所述修正。

【技术特征摘要】
2016.11.14 DE 102016222275.91.一种位置测量装置，包括：刻度载体(14)，在所述刻度载体上布置有测量刻度(16、17)；用于通过扫描所述测量刻度(16、17)生成取决于位置的扫描信号(S0、S90、R)的扫描单元(12)；和用于将所述扫描信号(S0、S90、R)处理为位置信号(P0、P90、P180、P270、PR、/PR)的信号处理单元(20)，其特征在于，设置有监视单元(30)，向所述监视单元输送至少一个要监视的信号(X、X0、X90)并且由所述监视单元在监视所述要监视的信号(X、X0、X90)的基础上发送修正信号(M、M0、M90)到修正单元(40)，向所述修正单元(40)输送至少一个位置信号(P0、P90、P180、P270、PR、/PR)，并且所述位置信号(P0、P90、P180、P270、PR、/PR)为了传输至少一个状态消息可由所述修正单元(40)修正并且作为输出信号(A0、A90、A180、A270、AR、/AR)发送到后续电子设备(80)，并且在所述修正信号(M、M0、M90)的基础上通过添加干扰参量至至少一个所述位置信号(P0、P90、P180、P270、PR、/PR)实现所述修正。2.根据权利要求1所述的位置测量装置，其中，所述干扰参量是偏移电压(a)，并且所述添加通过将所述偏移电压(a)加至所述位置信号(P0、P90、P180、P270、PR、/PR)实现。3.根据权利要求1所述的位置测量装置，其中，所述干扰参量是相位，并且所述添加通过使所述位置信号(P0、P90、P180、P270、PR、/PR)之一偏移一个偏差角实现。4.根据权利要求1所述的位置测量装置，其中，由所述信号处理单元(20)可生成至少一个差分的位置信号对(P0、P180；P90、P270；PR、/PR)，并且所述干扰参量能同时添加至差分的所述位置信号对(P0、P180；P90、P270；PR、/PR)的两个信号。5.根据权利要求4所述的位置测量装置，其中，所述干扰参量是偏移电压(a)。6.根据前述权利要求中任一项所述的位置测量装置，其中，由所述监视单元(30)可将测试信号(T)发送到要监视的单元。7.一种用于利用位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·冯·贝格，
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