位置测量仪和用于其运行的方法技术

本发明专利技术涉及一种位置测量仪和用于其运行的方法，该位置测量仪带有编码载体，该位置测量仪带有：至少一个第一分度轨道和第二分度轨道，其中，第二分度轨道是增量分度轨道，用于通过在测量方向上探测第一分度轨道和第二分度轨道产生第一位置信号的第一探测器组件，用于通过在测量方向上探测第二分度轨道产生第二位置信号的第二探测器组件，用于将第一位置信号处理成第一绝对位置值的第一位置处理单元以及用于将第二位置信号处理成第二绝对位置值的第二位置处理单元，其中，第二位置处理单元可利用绝对辅助位置值初始化，绝对辅助位置值由第一位置处理单元输送给第二位置处理单元。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种，该位置测量仪带有编码载体，该位置测量仪带有：至少一个第一分度轨道和第二分度轨道，其中，第二分度轨道是增量分度轨道，用于通过在测量方向上探测第一分度轨道和第二分度轨道产生第一位置信号的第一探测器组件，用于通过在测量方向上探测第二分度轨道产生第二位置信号的第二探测器组件，用于将第一位置信号处理成第一绝对位置值的第一位置处理单元以及用于将第二位置信号处理成第二绝对位置值的第二位置处理单元，其中，第二位置处理单元可利用绝对辅助位置值初始化，绝对辅助位置值由第一位置处理单元输送给第二位置处理单元。【专利说明】
本专利技术涉及一种根据权利要求1的用于确定绝对位置值的位置测量仪(其提供两个很大程度上彼此独立地产生的位置值)和一种根据权利要求9的用于这样的位置测量仪的运行的相应的方法。
技术介绍
位置测量仪主要包括旋转发生器(Drehgeber)或者说角度测量仪以及长度测量仪。旋转发生器经常被用作用于电气驱动器的测量仪，尤其用于确定马达轴或驱动轴的绝对角位置。长度测量仪用于检测例如刀具滑板在机床中的线性运动。对于鉴于这样的位置测量仪的结构的细节示例地参照Alfons Ernst的专业书籍Digitale Laengen-undWinkelmesstechnik, Moderne Industrie 出版社(1989)。为了产生绝对位置值在编码载体(Codetraeger)上设置有分度轨道(Teilungsspur)，其由探测器组件在测量方向上来探测以产生位置信号。该位置信号又被进一步处理成绝对位置值。对于分度轨道原则上区分成增量的和绝对的分度轨道。增量的分度轨道由大量在测量方向上以相同的间距依次布置的分度元件构成，由其探测可来检测相对的位置变化。而在绝对的分度轨道中分度元件布置成使得在任何时刻可来检测绝对的位置值。已知绝对的分度轨道，其包括多个彼此平行地布置的编码轨道，绝对位置即并行地编码。另外已知绝对的分度轨道，在其中绝对位置以链码(Kettencode)的形式串行地编码。利用增量的分度轨道原则上达到较高的分辨率，而绝对分度轨道具有可在任何时刻、还直接在接通位置测量仪之后确定绝对位置值的优点。为了形成高分辨率的、绝对的位置测量仪，一方面可平行于绝对分度轨道设置有增量分度轨道。因此建立与绝对分度轨道的绝对关系且结合增量分度轨道实现高分辨率。绝对分度轨道可并行地或串行地来编码，但是其可设计成使得在探测时形成模拟的探测信号，利用其可推出绝对位置。由此在文件DE 197 51 853 Al中示例性地说明了一种用于感应性的旋转发生器的结构，在其中内部的分度轨道的探测每转刚好产生一个正弦振动的周期。内部的分度轨道与增量的、外部的分度轨道相联系的相位角产生高分辨率的绝对位置值。另一方面可形成绝对位置测量仪，在其中彼此平行地设置有两个或更多个增量分度轨道，其具有不同的分度周期(Teilungsperiod)且其尺寸设定成使得在测量范围内(在旋转发生器中轴的旋转)可根据探测信号的相位角单一地来确定绝对位置。该技术的基本原理例如可从文件DE 41 25 865 Al得悉。尤其在安全技术的角度下重要的是，由位置测量仪来确定且被转递到后续电子装置(例如数字控制部)处的位置值或角度值是可靠的，也就是说即使在位置测量仪中有技术故障的情况下也还尽可能产生可使用的位置值或角度值，或者至少该故障在位置测量仪中已被识别且被报告到数字控制部处，或者在数字控制部中可借助由位置测量仪所接收的位置值或角度值识别。就此而言已知的在位置测量仪中通过设置带有相应的探测器和信号处理线路的两个相同的位置检测单元产生两个彼此独立的测量值。然而，这样的解决方案非常复杂且因此应被避免。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种可靠的位置测量仪，其简单地来构建。此外，本专利技术目的在于提供一种用于运行这样的可靠的位置测量仪的方法。该目的的第一部分根据本专利技术通过具有权利要求1的特征的位置测量仪来实现。根据本专利技术，该位置测量仪包括: 编码载体，其带有至少一个第一分度轨道和第二分度轨道，其中，第二分度轨道是增量分度轨道， 第一探测器组件，其用于通过在测量方向上探测第一分度轨道和第二分度轨道产生第一位置信号， 第二探测器组件，其用于通过在测量方向上探测第二分度轨道产生第二位置信号， 第一位置处理单元，其用于将第一位置信号处理成第一绝对位置值，以及 第二位置处理单元，其用于将第二位置信号处理成第二绝对位置值， 其中，第二位置处理单元能够利用绝对的辅助位置值初始化，辅助位置值由第一位置处理单元输送给第二位置处理单元。该目的第二部分根据本专利技术通过根据权利要求9的用于运行位置测量仪的方法来实现。提出一种用于运行位置测量仪的方法，该位置测量仪包括: 编码载体，其带有至少一个第一分度轨道和第二分度轨道，其中，第二分度轨道是增量分度轨道， 第一探测器组件，其用于通过在测量方向上探测第一分度轨道和第二分度轨道产生第一位置信号， 第二探测器组件，其用于通过在测量方向上探测第二分度轨道产生第二位置信号， 第一位置处理单元，其用于将第一位置信号处理成第一绝对位置值，以及 第二位置处理单元，其用于将第二位置信号处理成第二绝对位置值， 在其中在初始化阶段中利用绝对的辅助位置值使第二位置处理单元初始化，由第一位置处理单元将辅助位置值输送给第二位置处理单元。【专利附图】【附图说明】根据本专利技术的位置测量仪的、以及用于其运行的方法的另外的细节和优点由接下来的说明根据附图得出。其中: 图1显示了对感应式旋转发生器的码盘的俯视图， 图2显示了对感应式旋转发生器的探测电路板(Abtastleiterplatte)的俯视图， 图3a显示了在激励器绕组(Erregerwindung)中的励磁电流的信号变化过程， 图3b显示了在探测器绕组(Detektorwindung)中的感应电压的信号变化过程， 图4显示了旋转发生器的剖示图， 图5显示了根据本专利技术的位置测量仪的第一实施形式的示意性的电路图， 图6显示了根据本专利技术的位置测量仪的第二实施形式的示意性的电路图以及 图7显示了根据本专利技术的位置测量仪的第三实施形式的示意性的电路图。【具体实施方式】在图1、2和4中显示了以根据感应测量原理工作的旋转发生器的形式的根据本专利技术的位置测量仪的原理上的结构。这样的旋转发生器的详细说明例如包含在这里明确地参考的文件DE 197 51 853 Al中。但是就此而言明确地指出，本专利技术不限于该测量原理。根据图4，旋转发生器具有转子I和定子2。在所介绍的实施例中，转子I包括轴1.1，其例如可抗扭地被装配在待测量的马达轴处。在轴1.1的凸肩处，为了检测其角位置以码盘1.2的形式的编码载体1.2与在图4中未示出的分度轨道1.21、1.22抗扭地固定。定子2包括壳体2.1，在其处作为承载体固定有环状的探测电路板2.2。此外，在探测电路板2.2上装配有插拔连接器2.3，通过其可来传递信号和电功率。转子I和定子2或轴1.1和壳体2.1可围绕旋转轴线R相对于彼此转动。在图1中以俯视图显示了码盘1.2。码盘1.2包括基底，其在示出的实施例中由环氧树脂制成且在其上布置有两个分度轨道1.21、1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种位置测量仪，其带有：编码载体(1.2)，其带有至少一个第一分度轨道(1.21)和第二分度轨道(1.22)，其中，所述第二分度轨道(1.22)是增量分度轨道，第一探测器组件(2.22)，其用于通过在测量方向上探测所述第一分度轨道(1.21)和所述第二分度轨道(1.22)产生第一位置信号(Z1_1,Z3_1,Z16_1)，第二探测器组件(2.23)，其用于通过在测量方向上探测所述第二分度轨道(1.22)产生第二位置信号(Z16_2)，第一位置处理单元(3.1,4.1)，其用于将所述第一位置信号(Z1_1,Z3_1,Z16_1)处理成第一绝对位置值(POS1)，以及第二位置处理单元(3.2,4.2)，其用于将所述第二位置信号(Z16_2)处理成第二绝对位置值(POS2)，其中，所述第二位置处理单元(3.2,4.2)能够利用绝对的辅助位置值(HPOS)初始化，所述辅助位置值由所述第一位置处理单元(3.1,4.1)输送给所述第二位置处理单元(3.2,4.2)。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J奥伯豪泽，B施米德，JJ罗森勒纳埃姆德，W施瓦格，T施维策尔，H迈耶，MO蒂曼，
申请(专利权)人：约翰尼斯海登海恩博士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE