电磁感应型编码器及其使用方法技术

一种电磁感应型编码器包括检测头和标尺。所述检测头具有相对于第一轨道产生磁通量的第一收发器线圈以及相对于第二轨道产生磁通量的第二收发器线圈。所述标尺具有相对于第一轨道的第一多个周期性元件以及相对于第二轨道的第二多个周期性元件。所述检测头具有从第一轨道连续延伸到第二轨道的接收器线圈、与由第一多个周期性元件产生的磁通量和由第二多个周期性元件产生的磁通量电磁耦合、并且检测由第一多个周期性元件产生的磁通量的相位和由第二多个周期性元件产生的磁通量的相位。由第二多个周期性元件产生的磁通量的相位。由第二多个周期性元件产生的磁通量的相位。

【技术实现步骤摘要】
电磁感应型编码器及其使用方法


[0001]本文描述的实施例的某些方面涉及电磁感应型编码器和该电磁感应型编码器的使用方法。

技术介绍

[0002]已知使用检测头和标尺之间的电磁连接的电磁感应型编码器(例如，参见日本专利申请公开第2000
‑
180209号)。

技术实现思路

[0003]在电磁感应型编码器中，在最精确的轨道中提供用于ABS(绝对)的轨道。通过使用由用于ABS的轨道提取的信号的信号处理来计算绝对位置。传感器基板的每个轨道具有用于驱动的两条或更多条信号线和用于接收器线圈的四条或更多条信号线。当增加轨道的数量以延长ABS长度时，引出布线(extraction wiring)的数量与轨道的数量成比例地增加。但是，传感器基板的面积是有限的。当接收器线圈的引出布线的数量增加时，难以减小传感器基板的尺寸。另外，信号处理IC的输入端口的数量增加。因此，难以减小IC的尺寸。为了提供尺寸小且ABS长度长的编码器，重要的是减少接收器线圈的引出布线的数量。
[0004]在本专利技术的一个方面，目的是提供一种能够减少接收器线圈的引出布线的数量的电磁感应型编码器以及该电磁感应型编码器的使用方法。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供了一种电磁感应型编码器，包括：检测头和标尺，所述检测头和标尺彼此面对并且相对于彼此在测量轴上相对地移动，其中，所述检测头具有：第一收发器线圈，其被配置为相对于第一轨道产生磁通量；以及第二收发器线圈，其被配置为相对于第二轨道产生磁通量，其中，所述标尺具有：第一多个周期性元件，所述第一多个周期性元件是相对于第一轨道在测量轴上周期性地排列的导体；以及第二多个周期性元件，所述第二多个周期性元件是相对于第二轨道在测量轴上周期性地排列的导体，其中，所述检测头具有从第一轨道连续延伸到第二轨道的接收器线圈、与由第一多个周期性元件产生的磁通量和由第二多个周期性元件产生的磁通量电磁耦合、并且检测由第一多个周期性元件产生的磁通量的相位和由第二多个周期性元件产生的磁通量的相位。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供了一种电磁感应型编码器的使用方法，该方法包括：将第一发送信号发送到第一轨道的第一收发器线圈，而不将第二发送信号发送到第二轨道的第二收发器线圈；以及将所述第二发送信号发送到所述第二收发器线圈，而不将所述第一发送信号发送到所述第一收发器线圈，其中，电磁感应型编码器包括彼此面对且在测量轴上相对于彼此而相对地移动的检测头和标尺，其中，所述检测头具有被配置为相对于第一轨道产生磁通量的第一收发器线圈和被配置为相对于第二轨道产生磁通量的第二收发器线圈，其中，所述标尺具有第一多个周期性元件和第二多个周期性元件，所述第一多个周期性元件是相对于第一轨道在测量轴上周期性地排列的导体，所述第二多个周期性元件是相对于第二轨道在测量轴上周期性地排列的导体，其中，所述检测头具有从第一轨道连续
延伸到第二轨道的接收器线圈、与由第一多个周期性元件产生的磁通量和由第二多个周期性元件产生的磁通量电磁耦合、并且检测由第一多个周期性元件产生的磁通量的相位和由第二多个周期性元件产生的磁通量的相位。
附图说明
[0007]图1A示出了第一实施例的电磁感应型编码器的结构。
[0008]图1B示出了检测到的正弦波信号；
[0009]图2A至图2C示出了比较实施例的接收器线圈；
[0010]图3示出了比较实施例的接收器线圈；
[0011]图4A至图4C示出了第一实施例的接收器线圈的细节；
[0012]图5示出了第一实施例的接收器线圈的细节；
[0013]图6A和图6B示出了电磁感应型编码器的使用方法；
[0014]图7A至图7C示出了应用于三个轨道的接收器线圈的细节；以及
[0015]图8A至图8D示出了第二实施例。
具体实施方式
[0016]以下是参考附图的实施例的描述。
[0017](第一实施例)图1A示出了使用检测头与标尺之间的电磁连接的电磁感应型编码器100的结构。电磁感应型编码器100具有检测头10和标尺20。检测头10相对于标尺20在测量轴方向上相对地移动。检测头10和标尺20具有平板形状并且通过预定间隙彼此面对。电磁感应型编码器100具有发送信号生成器30和位移量测量器40等。在图1A中，X轴表示检测头10的位移方向(测量轴)。Y轴在由标尺20形成的平面中垂直于X轴。
[0018]检测头10具有收发器线圈11、接收器线圈12等。收发器线圈11是矩形线圈，其长轴方向是X轴。如图1A所示，接收器线圈12在收发器线圈11的内部。稍后将描述接收器线圈12的形状。
[0019]在标尺20中，多个连接导体21沿着X轴按基本周期λ排列。基本周期λ是彼此相邻的两个连接导体21的中心之间的间隔。每个连接导体21是闭环线圈或没有孔的板状导体。连接导体21与收发器线圈11电磁耦合，并且也与接收器线圈12电磁耦合。
[0020]发送信号生成器30生成单相AC的发送信号，并将生成的发送信号提供给收发器线圈11。在这种情况下，在收发器线圈11中产生磁通量。因此，在多个连接导体21中产生电动电流。多个连接导体21与在收发器线圈11中产生的磁通量电磁耦合，并且产生在预定的空间周期内在X轴方向上波动的磁通量。由连接导体21产生的磁通量在接收器线圈12中产生电动电流。连接导体21与接收器线圈12之间的电磁耦合根据检测头10的位移量而波动。由此，如图1B所示，获得与基本周期λ相同周期的正弦波信号。因此，接收器线圈12检测由多个连接导体21产生的磁通量的相位。位移量测量器40可以通过对该正弦波信号进行电内插来将该正弦波信号用作数字量的最小分辨率。由此，位移量测量器40测量检测头10的位移量。在图1B中，横轴表示检测头10的位移量。纵轴表示接收器线圈12的输出电压。
[0021]一个轨道由彼此电磁耦合的收发器线圈11、接收器线圈12和连接导体21构成。在实施例中，电磁感应型编码器100具有第一轨道Tr_A和第二轨道Tr_B。第一轨道Tr_A和第二
轨道Tr_B在Y轴方向上以预定间隔排列。在第一轨道Tr_A和第二轨道Tr_B中，基本周期λ彼此不同。因此，电磁感应型编码器100用作绝对(absolute，ABS)型编码器。
[0022]图2A至图2C以及图3示出了比较实施例的接收器线圈200。图2A示出了接收器线圈200的第一线圈201。图2B示出了接收器线圈200的第二线圈202。第一线圈201的布线沿着正弦波朝向X轴的负方向延伸，在一端返回，并且沿着另一正弦波朝向X轴的正方向延伸。朝向X轴的负方向延伸的正弦波与朝向X轴的正方向延伸的正弦波相对于Y轴是对称的。如图2B所示，第二线圈202具有与第一线圈201相同的结构。如图2C所示，第二线圈202在X轴方向上相对于第一线圈201移位正弦波的周期的1/4。
[0023]第一线圈201必须具有两条引出布线。第二线圈202必须具有两条引出布线。因此，接收器线圈200本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电磁感应型编码器，包括：检测头和标尺，所述检测头和标尺彼此面对并且相对于彼此在测量轴上相对地移动，其中，所述检测头具有被配置为相对于第一轨道产生磁通量的第一收发器线圈以及被配置为相对于第二轨道产生磁通量的第二收发器线圈，其中，所述标尺具有第一多个周期性元件以及第二多个周期性元件，所述第一多个周期性元件是相对于所述第一轨道在测量轴上周期性地排列的导体，所述第二多个周期性元件是相对于所述第二轨道在测量轴上周期性地排列的导体，其中，所述检测头具有从所述第一轨道连续延伸到所述第二轨道的接收器线圈、与由所述第一多个周期性元件产生的磁通量和由所述第二多个周期性元件产生的磁通量电磁耦合、并且检测由所述第一多个周期性元件产生的磁通量的相位和由所述第二多个周期性元件产生的磁通量的相位。2.根据权利要求1所述的电磁感应型编码器，还包括：发送信号生成器，被配置为将第一发送信号发送到所述第一轨道的第一收发器线圈，并且将第二发送信号发送到所述第二轨道的第二收发器线圈；以及位移量测量器，被配置为基于从所述接收器线圈输出的信号来测量所述检测头与所述标尺之间的相对位移量，其中，所述发送信号生成器在将所述第一发送信号发送到所述第一收发器线圈时不将所述第二发送信号发送到所述第二收发器线圈，并且在将所述第二发送信号发送到所述第二收发器线圈时不将所述第一发送信号发送到所述第一收发器线圈。3.根据权利要求1或2所述的电磁感应型编码器，其中，所述第一多个周期性元件的周期与所述第二多个周期性元件的周期沿着测量轴是不同的，或者所述第一多个周期性元件的位置与所述第二多个周期性元件的位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：久保园纮士，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：