描述了一种用于测量运动部件的角度和角速度或者位移和速度的装置。该装置具有固定式布置或者能固定式布置的传感器和布置在或者能布置在该运动部件上的编码器，该编码器与该传感器共同产生要被该传感器解调的调制信号。为了进行对于角速度/速度测量所需要的频率测量，所述编码器具有呈现周期性样式的结构，该结构被至少一个用于角度/位移测量的标记区域中断。所述编码器在所述标记区域中具有替代样式，该替代样式与所述周期性样式通过至少一个能被传感器所感测的物理量来区分，但是该替代样式具有也使得能够在所述标记区域中测量频率的结构。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量角度和角速度或者位移和速度的装置
本专利技术涉及用于测量运动部件的角度和角速度或者位移和速度的装置，该装置具有固定式布置或者能固定式布置的传感器和布置在或者能布置在该运动部件上的编码器，该编码器与该传感器共同产生要被该传感器解调的调制信号，其中，为了进行对于角速度/速度测量所需的频率测量，该编码器具有呈现周期性样式的结构，该结构被至少一个用于角度/位移测量的标记区域中断。这样的装置既用于线性位移和速度的测量也用于角度和角速度或转速的测量，其中，一方面使用线性的编码器而另一方面使用环形的编码器。本专利技术涉及这两种类型的测量装置。
技术介绍
在现有技术中在许多机器和设备中必需的转速测量在物理上与角速度的测量意义相同。普遍已知测量轴的转速，其方式是，在轴的周边上安置呈周期性样式的编码器、例如齿轮，其被固定地安置在轴附近的传感器所扫描。传感器能够在齿和齿隙之间或者其他周期性交替的特性或者物理量、例如磁场方向或者光透性之间进行区分。传感器随后产生输出信号，该输出信号具有和所扫描样式相同的周期性。如果就转速/角速度测量或者速度测量而言必须识别绝对位置或者绝对角度，已知的是，使用单独的、附加的系统，该系统取代周期性样式而具有一个标记记号或者多个标记记号。如果所述标记记号被该单独的系统所识别，则传感器处于标记位置，即，其绝对值已知的位置或者角度。整个系统可以确定所有随后的位置或者角度，其方式是，借助于周期性的样式感测从标记位置开始的改变。然而由于成本原因，例如在机动车中使用时，尽管需要绝对测量，也常常放弃用于识别绝对位置的单独系统。这时用于角速度/速度测量的系统的周期性的样式在一个部位上中断。从否则应为周期性的信号顺序的中断可得出标记位置。为此的前提是加速度或者角加速度的仅一个边界，从而能够区分标记位置上的信号顺序的中断与最大延迟情况下有规律的顺序。这在技术应用上由于系统的惯性被有规律的给出或者能够通过周期性样式的参数的选择引起。如所提到的，单个编码器的周期性结构必须在一个部位上中断，以避免附加系统的成本。这通常通过例如借助于一系列齿中的两个缺失的齿来省略用于两个时段的周期性结构而发生。标记位置可以由此可靠地被识别。对于需要用于角速度/速度测量的频率测量，却产生新的问题，因为频率仅暂时被打乱并且必须内插或者外插方法，以便能够在标记记号不提供错误数据的情况下测量标记位置上的频率。如果应延迟输出信号，则内插适用。在无延迟输出的情况下需要外插。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供所提及类型的成本低廉的装置，该装置以简单的结构使得能够特别准确地测量角速度/速度。根据本专利技术，该目的在所提及类型的装置中这样实现:编码器在标记区域中具有替代样式，该替代样式与周期性样式通过至少一个能被传感器感测的物理量来区别，但是具有在标记区域中也能够实现频率测量的结构。根据本专利技术构造的装置仅必需一个具有样式和标记记号的系统，进而仅必需一个进行扫描的传感器，以执行两种类型的测量。该装置使得能够通过标记记号实现绝对测量并且还这样构成，使得能够无内插或者外插地进行越过标记位置的准确的频率测量。应当理解，编码器在此仅构成测量系统的一部分，并且进行扫描的传感器设有与此相匹配的特性。本专利技术的构想在于，周期性样式在标记记号或标记区域中不是完全中断(在非结构化的表面的意义上)，而是被另一样式所替代。该替代样式具有这样的性质:它能够与周期性样式通过至少一个特性或物理量明确区分开，但是同时形成支持频率测量的结构。这种支持在于，在标记区域内的确定位置或角度上发生传感器信号的改变，从而频率测量也在标记区域中与真实的运动进展有关，而取代在进入到标记区域中时产生的运动的进展的意义上的内插或者外插。因为在通过内插或者外插的已知做法中尚不已知离开标记区域的时间点，所以仅进入时的运动状态能够在假定速度恒定或者假定加速度恒定的情况下被用作基础。因此，测量不可靠性在经过标记区域时总是变大。相对地，在本专利技术中替代样式的结构通过能够测量标记区域内的实际位置(或实际角度)而提供帮助。传感器具有识别周期性样式和替代样式之间的过渡的任务。而基于周期性样式的周期性的频率测量较少地被干扰甚至不被干扰。为此，例如也能够在两个待区域式应用的测量方法之间进行转换，一种方法用在周期性样式的区域中，一种方法用在标记区域中。优选地，在根据本专利技术构造的装置中传感器和编码器构造成产生一调制信号形式的信号，该调制信号具有一个载波频率和对于标记区域和编码器的其余区域不同地调制的两个“信息”。在此，传感器优选在电路技术上这样构造，使得它提取载波频率并且解调所传递的“信息”。由于编码器的影响而由传感器元件所提供(给物理转换器)的信号被看作是调制信号，其中，待测量的频率(代表速度或者角速度)构成载波，而周期性样式或替代样式构成两个不同地调制的“信息”。即，传感器具有提取载波频率和解调“传递的信息”的任务。根据调制方法而定，为此需要完全不同的电路部件。因此，传感器根据本专利技术优选构造为用于根据已知的调制方法的调制信号的、具有已知的接收器电路概念的接收器。根据本专利技术构造的装置(具有相应的传感器的编码器)可用于测量旋转运动和线性运动。除了普遍性地应用于任意的旋转轴或者线性运动的机器部件或者车辆部件以外，以下应用领域尤其有意义:对车辆车轮的测量(车轮转速传感器)，对内燃机曲轴的测量，对机动车的传动系部件例如变速器的测量。在本专利技术的一种优选实施方式中，周期性样式也在标记区域中连续存在，然而在该标记区域中具有不同于其余区域的幅度。因此，在这种实施方式中，使用尤其具有调制因子m〈l的幅度调制(AM)或者幅移键控(ASK, Amplitude Shift Keying)。在本专利技术的这种实施方式中，周期性样式连续存在但是具有可变的幅度。用于提取载波的装置足以敏感以便能够以两种幅度工作，而解调提供对于该周期性样式和该替代样式不同的二进制的值。对于具有不同样式幅度的编码器的实际构型，例如可以设想:不同长度或者形状的齿、不同的材料厚度、不同的材料、相对于传感器元件的不同间距等等。在根据本专利技术构成的装置的另一优选实施方式中，周期性样式在标记区域中被具有不同频率的相同类型的样式取代。在此，使用频率调制(FM)或者频移键控(FSK，Frequency Shift Keying)。周期性样式在标记区域中被具有其它频率尤其是双倍频率的相同类型的样式所替代。尤其对于数字电路技术，容易在标记区域中使双倍频率对分以得到连续的频率信号，该信号不会由于标记记号而以任何方式被损害。如在前述实施方式中一样，在此也能够优选修改所述样式的两个时段。然而，多少个时段被修改最终对于功能性并不重要。在本专利技术的还另一实施方式中，在标记区域中设置相应于相调制的样式。在这种实施方式中，使用相调制(PM)或者相移键控(PSK，Phase Shift Keying)。例如，在此，一个齿在阵列(Raster)中相对其它齿以90°错位并且在相匹配的解调器上产生反转的二进制信号。在此，相对于AM (ASK)和FM (FSK)的优点在于对信号的幅度的要求较低。在AM的情况下必须直接处理两个明显不同的幅度，并且在FM的情况下(根据物理实施情况而定)不同的幅度可以由于敏感性的频本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.06 DE 102011078717.81.一种用于测量运动部件的角度和角速度或者位移和速度的装置，该装置具有固定式布置或者能固定式布置的传感器和布置在或者能布置在所述运动部件上的编码器，所述编码器与所述传感器共同产生要被所述传感器解调的调制信号，其中，为了进行对于角速度/速度测量所需要的频率测量，所述编码器具有呈现周期性样式的结构，该结构被至少一个用于角度/位移测量的标记区域中断，其特征在于，所述编码器(2)在所述标记区域(5)中具有替代样式，该替代样式与所述周期性样式(4)通过至少一个能被所述传感器(3)所感测的物理量来区分，但是该替代样式具有也使得能够在所述标记区域(5)中测量频率的结构。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器(3)和所述编码器(2)构造成产生一调制信号，该调制信号具有一个载波频率和对于所述标记区域(5)和所述编码器(2)的其余区域不同地调制的两个“信息”。3.根据权利要求2...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·阿克尔，
申请(专利权)人：大陆特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司，
类型：
国别省市：
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