感应式角度测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种感应式角度测量装置，其具有扫描元件和具有至少三个分度轨道的刻度元件。第一分度轨道和第三分度轨道具有相同的第一分度结构的第一数量，而第二分度轨道具有与第一数目不同的第二数目的分度结构。分度轨道围绕轴线同心布置，使得第一分度轨道布置在径向内侧，第二分度轨道径向地布置在第一分度轨道与第三分度轨道之间，并且第三分度轨道布置在径向外侧。扫描元件(1)具有接收器印制导线，通过印制导线能够产生具有角度相关的信号周期的信号，其中，第一信号周期(Σ1)等于第三信号周期(Σ3)。能够从第一信号(S1)和第三信号(S3)生成总信号(SM)，其能够与第二信号(S2)组合以确定绝对角位置信息。合以确定绝对角位置信息。合以确定绝对角位置信息。

【技术实现步骤摘要】
感应式角度测量装置


[0001]本专利技术涉及根据权利要求1所述的用于确定绝对角位置信息或绝对角位置的感应式角度测量装置。
[0002]感应式角度测量装置例如用作为用于确定两个能够相对于彼此旋转的机器部件的角位置的角度测量设备。在感应式角度测量装置中，激励导线和接收器印制导线通常安装到一个共同的、主要是多层的印刷电路板上，该印刷电路板例如与角度测量装置的定子固定连接。与该印刷电路板相对的是刻度元件，其上布置了分度结构并且抗扭地与角度测量装置的转子连接。如果将随时间变化的电励磁电流施加到激励导线，则在转子与定子之间的相对旋转期间在接收器印制导线中产生取决于角位置的信号。然后这些信号在评估电子设备中进一步被处理。为了生成绝对角位置信息，通常在刻度元件上设有两个或多个具有分度结构的轨道，它们具有不同的分度周期，并根据游标或差拍原理(Nonius
‑
oder Schwebungs
‑
Prinzip)进行评估。
[0003]这种感应式角度测量装置通常用作电驱动装置的测量装置，用于确定相应机器部件的相对运动或相对位置。在这种情况下，产生的角位置值经由相应的接口装置被输送至后续电子设备以驱控驱动器。

技术介绍

[0004]申请人的DE 10 2013 218 768 A1中描述了一种感应式位置测量装置，其中，能够借助附加的分度轨道得出扫描单元围绕平行于旋转轴线的轴线相对于标尺的倾斜。这样得出的莫尔角能够在评估设备中用于校正扫描信号或绝对位置。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提出一种感应式角度测量装置，该装置能够精确确定两个能够相对于彼此旋转的机器部件之间的绝对角度位置。
[0006]相应地，感应式角度测量装置具有扫描元件和刻度元件。刻度元件包括具有第一分度结构的第一分度轨道、第二分度结构的第二分度轨道和第三分度结构的第三分度轨道，其中，这些分度结构周期性地布置。相应地在相同大小地预定的或预设的恒定角度范围上，第一分度轨道具有第一数量n1的分度结构并且第三分度轨道具有第三数量n3的分度结构，第一数量n1等于第三数量n3(n1＝n3)。相反，第二分度轨道相应地在相同大小地预定的角度范围上具有与第一数量n1或第三数量n3不同的第二数量n2的分度结构(n1＝n3≠n2)。此外，分度轨道围绕轴线同心地布置，使得第一分度轨道布置在径向内侧，使得第二分度轨道径向地布置在第一分度轨道与第三分度轨道之间，并且使得第三分度轨道布置径向外侧。扫描元件具有激励导线。此外，扫描元件具有第一接收器印制导线、第二接收器印制导线和第三接收器印制导线。第一分度轨道能够被第一接收器印制导线扫描，以产生具有与角度相关的第一信号周期的第一信号。第二分度轨道能够被第二接收器印制导线扫描，以产生具有与角度相关的第二信号周期的第二信号，并且第三分度轨道能够被第三接收器印
制导线扫描，以产生具有角度相关的第三信号周期的第三信号。在角度方面，第一信号周期与第三信号周期的大小相同。能够从第一信号和第三信号生成总信号，该总信号能够与第二信号组合，以确定绝对角位置信息。
[0007]刻度元件通常具有在整个360
°
上延伸的分度轨道，因此在大多数情况下，预定的角度范围延伸超过360
°
。然而，这样的角度测量装置也是已知的，其仅用于测量有限的枢转位置。在这种情况下，与枢转范围相匹配的预定角度范围能够小于360
°
。分度结构的第一、第二和第三数量n1、n2、n3能够看作是归一化到角度范围的数量n1、n2、n3。
[0008]接收器印刷导线优选地具有沿着圆弧的正弦形的空间周期曲线，其具有与待扫描的分度结构的周期长度相匹配的周期。
[0009]通常，扫描元件和刻度元件彼此轴向地相对布置，并通过沿轴向方向延伸的气隙彼此间隔开。
[0010]第一分度轨道有利地具有第一径向延伸H1并且第三分度轨道具有第三径向延伸H3，其中，第一径向延伸H1大于第三径向延伸H3(H1＞H3)。径向延伸H3是在径向方向上的长度，例如以毫米为单位测量。
[0011]第一分度轨道有利地在周向方向中以相对于第三分度轨道的大于150
°
且小于210
°
的相位偏移地布置。特别地，相位偏移能够在170
°
与190
°
之间的范围内。换言之，关于周向或测量方向，第一和第三分度轨道(特别是它们的分度结构)相对于彼此布置成，使得第一和第三信号具有范围在150
°
与210
°
之间、优选170
°
与190
°
之间的电相位偏移。
[0012]在本专利技术的另一设计方案中，角度测量装置具有模拟电路，通过该模拟电路能够通过链接或互连第一和第三信号来产生总信号。
[0013]第一信号和第三信号彼此链接为，使得由此产生总信号。尤其通过减法或加法运算产生总信号。
[0014]有利地，角度测量装置具有另外的电路，通过该电路能够使用游标法(Nonius
‑
Verfahren)从总信号和第二信号产生绝对角位置信息。特别地，另外的电路能够设计为数字电路。
[0015]在本专利技术的另一设计方案中，扫描元件包括径向内部的第一扫描轨道和径向外部的第三扫描轨道，其中，第一扫描轨道包括第一接收器印制导线和激励导线的至少一个部段，其以有效的第一径向间距相对于第一接收器印制导线布置。也就是说，至少一个部段以有效的第一径向间距相对于第一接收器印制导线径向偏移地延伸。第三扫描轨道包括第三接收器印制导线和激励导线的至少一个另外的部段，其以有效的第三径向间距相对于第三接收器印制导线布置。在此，第一径向间距大于第三径向间距。激励导线能够优选地在测量方向上或者在沿着测量方向的部段中延伸。
[0016]第二信号周期有利地大于第一信号周期并且大于第三信号周期。
[0017]扫描轨道通常设计为，使得它们具有多个接收器印制导线，其中，扫描轨道的两个接收器印制导线有利地具有相对于彼此的相位偏移，特别是90
°
的相位偏移。
[0018]角度测量装置还包括电子电路，通过该电子电路，能够在激励导线中产生电激励电流。在特定时间点，励磁电流有利地沿相同方向在激励导线的直接相邻的部段中流动。
[0019]在本专利技术的另一设计方案中，刻度元件被设计成，使得第一分度轨道沿着第一圆弧延伸并且具有带有第一半径r1'的第一径向中心线。此外，第二分度轨道沿着第二圆弧延
伸并且具有带有第二半径r2'的第二径向中心线。最后，第三分度轨道沿第三圆弧延伸并具有带有第三半径r3'的第三径向中心线。刻度元件然后被设计为，使得第一径向中心线与第二径向中心线之间的间距不等于第三径向中心线与第二径向中心线之间的间距(r2'
‑
r1')≠(r3'
‑
r2')。特别地，第一径向中心线与第二径向中心线之间的间距小于第三径向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种感应式角度测量装置，具有扫描元件(1)和刻度元件(2；2')，其中，所述刻度元件(2；2')包括：带有周期性地布置的第一分度结构(2.1)的第一分度轨道(TS1；TS1')，带有周期性地布置的第二分度结构(2.2)的第二分度轨道(TS2；TS2')，以及带有周期性地布置的第三分度结构(2.3)的第三分度轨道(TS3；TS3')，其中，在预定的角度范围上，所述第一分度轨道(TS1；TS1')和所述第三分度轨道(TS3；TS3')具有相同的第一数量(n1，n3)的分度结构(2.1，2.3)，而第二分度结构(2.1，2.3)具有与所述第一数量(n1，n3)不同的第二数量(n2)的分度结构(2.2)，分度轨道(TS1、TS2、TS3；TS1'、TS2'、TS3')围绕轴线(A)同心地布置，使得所述第一分度轨道(TS1；TS1')布置在径向内侧，所述第二分度轨道(TS2；TS2')沿径向布置在所述第一分度轨道(TS1；TS1')与所述第三分度轨道(TS3；TS3')之间，并且所述第三分度轨道(TS3；TS3')布置在径向外侧，所述扫描元件(1)具有：
‑
激励导线(1.4)，和
‑
第一接收器印制导线(1.1)，
‑
第二接收器印制导线(1.2)，和
‑
第三接收器印制导线(1.3)，其中，能够通过所述第一接收器印制导线(1.1)扫描所述第一分度轨道(TS1；TS1')以生成具有角度相关的第一信号周期(Σ1)的第一信号(S1)，能够通过所述第二接收器印制导线(1.2)扫描所述第二分度轨道(TS2；TS2')以生成具有角度相关的第二信号周期(Σ2)的第二信号(S2)，以及能够通过所述第三接收器印制导线(1.3)扫描所述第三分度轨道(TS3；TS3')以生成具有角度相关的第三信号周期(Σ3)的第三信号(S3)，其中，所述第一信号周期(Σ1)等于所述第三信号周期(Σ3)并且能够从所述第一信号(S1)和所述第三信号(S3)产生总信号(SM)，所述总信号能够与所述第二信号(S2)组合以确定绝对角位置信息。2.根据权利要求1所述的感应式角度测量装置，其中，所述第一分度轨道(TS1；TS1')具有第一径向延伸(H1)，并且所述第三分度轨道(TS3；TS3')具有第三径向延伸(H3)，其中，所述第一径向延伸(H1)大于所述第三径向延伸(H3)。3.根据前述权利要求中任一项所述的感应式角度测量装置，其中，所述第一分度轨道(TS1；TS1')在周向方向上相对于所述第三分度轨道(TS3；TS3')以大于150
°
并且小于210
°
的相位偏移布置。4.根据前述权利要求中任一项所述的感应式角度测量装置，其中，所述角度测量装置具有模拟电路，借助于所述模拟电路能够通过链接第一信号和第三信号(S1、S3)产生所述总信号(SM)。5.根据前述权利要求中任一项所述的感应式角度测量装置，其中，为了形成所述总信号(SM)，所述第一信号(S1)和所述第三信号(S3)通过加法或减法运算相互链接。6.根据前述权利要求中任一项所述的感应式角度测量装置，其中，所述角度测量装置具有另外...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克，
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：