扫描元件和具有该扫描元件的感应式位置测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及扫描元件和具有该扫描元件的感应式位置测量装置，其中，扫描元件包括电路板和电子构件，其中，电路板包括第一和第二屏蔽层并且被构建为，使得第一探测单元布置在第一层中和第二层中，以及第二探测单元布置在第三层中和第四层中。屏蔽层的尺寸被确定为，使得第一直线穿过第一探测单元和第一屏蔽层，而第一直线不穿过第二屏蔽层，其中，从第一探测单元出发，第一屏蔽层布置在中心平面的另一侧。此外，第二直线穿过第二探测单元和第二屏蔽层，而第二直线不穿过第一屏蔽层。从第二探测单元出发，第二屏蔽层布置在中心平面的另一侧。第一直线和第二直线正交于中心平面定向。侧。第一直线和第二直线正交于中心平面定向。侧。第一直线和第二直线正交于中心平面定向。

【技术实现步骤摘要】
扫描元件和具有该扫描元件的感应式位置测量装置


[0001]本专利技术涉及一种用于根据权利要求1的感应位置测量装置的扫描元件，位置测量装置用于位置确定扫描元件相对于两个具有不同速度的可移动的刻度元件。

技术介绍

[0002]感应式位置测量装置例如作为角度测量设备应用于确定可相对彼此旋转的机器部件的角度位置。在感应式位置测量装置中，激励导线和接收线路经常例如以印制导线的形式被施加在通常多层的共用电路板上，该电路板例如与角度测量设备的固定件固定连接。刻度元件位于该电路板对面，在刻度元件上施加分度结构，并且分度结构与角度测量设备的转动件抗扭地连接。当随时间变化的激励电流施加到激励导线处时，在转动件与固定件之间的相对转动期间，在接收线圈中产生与角度方位相关的信号。然后，这些信号在评估电子设备中被继续处理。
[0003]尤其在驱动机器人时，感应式位置测量装置经常被用于作为测量设备用于确定驱动轴的角度位置，并且同时用于精确确定从动轴的角度位置，其中，通过减速传动装置将驱动轴的运动引入到从动轴中。在这种情况下，借助于扫描元件测量角度方位或者角度位置，该扫描元件包括电路板，该电路板在其两面处具有相应的探测单元，从而能够分别确定可转动地布置在电路板的两侧的刻度元件的角度位置。
[0004]感应式位置测量装置还作为长度测量设备用于确定两个相对彼此尤其线性可移动的机器部件的位置。在该应用中，根据本专利技术的扫描元件也能够与布置在两侧的探测单元一起被使用。
[0005]在WO 2019/185336 A1中描述了一种具有发送线圈和传感器线圈的扫描元件，扫描元件布置在多层电路板上，其中，电路板具有构造为屏蔽的层。

技术实现思路

[0006]因此，本专利技术的任务为，为感应式位置测量装置提供相对精确工作的和能低成本制造的扫描元件，通过该扫描元件能够实现两个刻度元件的位置的确定。
[0007]根据本专利技术，该任务通过权利要求1的特征实现。
[0008]适合并确定用于感应式位置测量装置的扫描元件包括具有第一探测单元和第二探测单元的多层电路板以及电子构件。特别地，第一探测单元布置在电路板的第一侧处，并且第二探测单元布置在电路板的第二侧处。第一探测单元具有第一激励线路和第一接收线路。第二探测单元具有第二激励线路和第二接收线路。另外，电路板具有第一屏蔽层以及第二屏蔽层和几何中心平面，该几何中心平面尤其布置在电路板的第一侧与第二侧之间的中心，其中，中心平面位于探测单元与屏蔽层之间。此外，多层电路板构造为，使得第一探测单元布置在第一层中和第二层中，并且此外，第二探测单元布置在第三层中和第四层中。屏蔽层的尺寸被确定或被测定为，使得想象的几何第一直线穿过或与第一探测单元和第一屏蔽层相交，而第一直线不穿过第二屏蔽层。在此，从第一探测单元出发，第一屏蔽层布置在中
心平面的另一侧。此外，假想的几何第二直线穿过或与第二探测单元和第二屏蔽层相交，而第二直线不穿过第一屏蔽层。从第二探测单元出发，第二屏蔽层布置在中心平面的另一侧。第一直线和第二直线正交于中心平面定向。
[0009]第一直线能够在第一激励线路的范围内或在第一接收线路的范围内穿过或与第一探测单元相交。第二直线能够在第二激励线路的范围内或在第二接收线路的范围内穿过或与第二探测单元相交。第一激励线路和第二激励线路包括激励印制导线，激励印制导线在电路板的不同层中(即在第一、第二、第三和第四层中)延伸。同样地，第一接收线路和第二接收线路包括在电路板的第一、第二、第三和第四层中延伸的接收印制导线。
[0010]关于本专利技术主题的空间布置的确定，首先能够限定第一方向x。第一方向x描述的方向是，在该方向上测量搜索的位置(测量方向)。第一方向x例如能够是圆周方向或切线方向。在这种情况下，能够相对于扫描元件参照围绕(转动)轴的转动或者回转运动通过位置测量在第一方向上测量刻度元件的角度位置。在线性的位置测量的情况下，第一方向x沿线性测量距离延伸。
[0011]此外，第二方向能够被限定为，使得第二方向正交于第一方向x伸展。
[0012]第三方向z被定向为正交于第一方向x并且同时正交于第二方向y。第三方向z例如能够平行于(转动)轴延伸，刻度单元相对于扫描元件围绕该轴是可旋转的。此外，第三方向z与中心平面正交对齐。电路板的各个层在第三方向z上彼此偏移地布置。
[0013]中心平面关于第三方向z位于第一探测单元与第一屏蔽层之间，或者第一探测单元和第一屏蔽层布置在中心平面的两侧。因此，同样适用的是，中心平面关于第三方向z位于第二探测单元与第二屏蔽层之间，或者适用的是，第二探测单元和第二屏蔽层布置在中心平面的两侧。
[0014]有利的是，第一屏蔽层布置在电路板的第五层中并且第二屏蔽层布置在电路板的第六层中。替代地，第一屏蔽层能够布置在第一层中或者第二层中，并且第二屏蔽层布置在第三层中或者第四层中。
[0015]在本专利技术的另外的设计方案中，第一激励线路和第二激励线路沿第一方向x伸展。第一屏蔽层布置为在第二方向y上相对于第二激励线路偏移第一距离。替代地或者补充地，第二屏蔽层布置为在第二方向上相对于第一激励线路偏移第二距离。
[0016]在有利的方式中，在正交于中心平面定向的第三方向上，第一探测单元布置为相对于第一屏蔽层偏移一间距，其中，第二距离大于或等于该间距的25％并且小于或等于该间距的100％。替代地或补充地，第二探测单元布置为相对于第二屏蔽层偏移一间距，其中，第一距离大于或等于该间距的25％并且小于或等于该间距的100％。优选地，第二距离大于或等于该间距的33％并且小于或等于该间距的75％，和/或第一距离大于或等于该间距的33％并且小于或等于该间距的75％。
[0017]有利地，第一接收线路和第二接收线路沿第一方向x伸展。第一接收线路布置为在第二方向y上相对于第二接收线路偏移。
[0018]在本专利技术的另外的设计方案中，扫描元件被设计为，使得第一直线和第二直线穿过电子构件中的至少一个，替代地，第一直线和第二直线能够穿过一个或多个电子构件，然后，尤其当电路板在两侧配备有电子构件时。
[0019]在有利的方式中，电路板构造为，使得第一直线穿过第一探测单元的第一接收线
路和/或第二直线穿过第二探测单元的第二接收线路。
[0020]有利地，第一激励线路和第二激励线路沿第一方向x伸展，其中，第一激励线路在电路板上相对于第二激励线路参照第二方向y重叠地布置。换句话说，第一激励线路和第二激励线路的范围在第二方向y上重叠。特别地，该重叠能够达到几乎100％，使得第一激励线路相对于第二激励线路在第二方向上相对于第二激励线路实际上没有偏移地布置。
[0021]在本专利技术的另外的设计方案中，第一探测单元具有第三激励线路并且第二探测单元具有第四激励线路。第三激励线路布置为在第二方向上相对于第四激励线路偏移。
[0022]在有利的方式中，扫描元件构造为，使得第一激励线路和第二激励线路电串联连接。
[0023]有利的是，第一激励线路和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于感应式位置测量装置的扫描元件(1；1
’
)，所述扫描元件包括多层电路板(1.1；1.1
’
)和电子构件(1.2)，其中所述电路板(1.1；1.1
’
)包括第一探测单元(1.11)和第二探测单元(1.12)，其中，所述第一探测单元(1.11)具有第一激励线路(1.111)和第一接收线路(1.112)，并且所述第二探测单元(1.12)具有第二激励线路(1.121)和第二接收线路(1.122)，其中，所述电路板(1.1；1.1
’
)具有第一屏蔽层(1.13)以及第二屏蔽层(1.14)和几何中心平面(M)，所述几何中心平面位于探测单元(1.11、1.12)和屏蔽层(1.13、1.14)之间，并且所述电路板(1.1；1.1
’
)还构造为，使得所述第一探测单元(1.11)布置在第一层(A)中和第二层(B)中，所述第二探测单元(1.12)布置在第三层(E)中和第四层(F)中，并且屏蔽层(1.13、1.14)的尺寸被确定为，使得第一直线(g1)穿过所述第一探测单元(1.11)和所述第一屏蔽层(1.13)，而所述第一直线(g1)不穿过所述第二屏蔽层(1.14)，其中，从所述第一探测单元(1.11)出发，所述第一屏蔽层(1.13)布置在所述中心平面(M)的另一侧，第二直线(g2)穿过所述第二探测单元(1.12)和所述第二屏蔽层(1.14)，而所述第二直线(g2)不穿过所述第一屏蔽层(1.13)，其中，从所述第二探测单元(1.12)出发，所述第二屏蔽层(1.14)布置在所述中心平面(M)的另一侧，其中，所述第一直线(g1)和所述第二直线(g2)正交于所述中心平面(M)定向。2.根据权利要求1所述的扫描元件(1)，其中，所述第一屏蔽层(1.13)布置在第五层(C)中，并且所述第二屏蔽层(1.14)布置在第六层(D)中。3.根据权利要求1所述的扫描元件(1
’
)，其中，所述第一屏蔽层(1.13)布置在所述第一层(A)中或所述第二层(B)中，并且所述第二屏蔽层(1.14)布置在所述第三层(E)中或所述第四层(F)中。4.根据前述权利要求中任一项所述的扫描元件(1；1
’
)，其中，所述第一激励线路(1.111)和所述第二激励线路(1.121)沿第一方向(x)延伸，并且在正交于所述第一方向(x)定向的第二方向(y)中，所述第一屏蔽层(1.13)布置为相对于所述第二激励线路(1.121)偏移第一距离(a1)，和/或所述第二屏蔽层(1.14)布置为相对于所述第一激励线路(1.111)偏移第二距离(a2)。5.根据权利要求4所述的扫描元件(1；1
’
)，其中，在正交于所述中心平面的第三方向(z)上所述第一探测单元(1.11)布置为相对于所述第一屏蔽层(1.13)偏移一间距(t；t
’
)，其中，所述第二距离(a2)大于或等于该间距(t；t
’
)的25％，并且小于或等于该间距(t；t
’
)的100％，从而适用0.25t≤a2≤1t或者0.25t
’
≤a2≤1t
’
和/或所述第二探测单元(1.12)布置为相对于所述第二屏蔽层(1.14...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托夫，
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：