[发明专利]用于绝对确定线性位置或通过角度表示的旋转位置的装置和方法

权利要求书

1.一种用于绝对确定两个相互能相对移动或旋转的本体的线性 位置或通过角度表示的旋转位置的装置，其中第一本体具有比例尺， 该比例尺具有多个在测量方向上极性交替的磁片段，第二本体具有至 少两个相互间隔开的磁场灵敏的传感器，所述传感器用于确定相应传 感器位置处磁场方向的角度，并且该装置具有分析单元，该分析单元 由所确定的磁场方向的角度形成相位差，这个相位差直接与所寻求的 位置相对应，其特征在于，比例尺(1)的磁轨迹由多个具有至少两 个磁片段的组(14)构成，至少一个组(14)中的磁片段(2)在测 量方向(7)上的长度相互一致，而不同组(14)的磁片段(2)的长 度互不相同。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述比例尺(1) 的磁片段(2)在测量方向(7)上的长度越小，该磁片段(2)的厚 度就越大。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，磁片段(2)的长 度在比例尺(1)的特定位置处越小，可磁化材料层在该特定位置处 的厚度越大。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述比例尺(1) 的可磁化材料层在整个测量长度上的厚度是恒定的，但是层厚度的磁 化分量变化。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述比例尺(1) 的表面被非磁层覆盖，该非磁层的厚度与位置相关地被选择为：所述 磁片段(2)在相应位置处的长度越大，该非磁层的厚度越大。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，具有相同长度的磁 片段(2)的组(14)分别由两个直接相邻的、磁化方向逆向设置的 磁片段(2)构成。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述磁场灵敏的传 感器(4.1至4.5)是磁阻传感器。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述磁阻传感器是 各向异性的并且分别由两个实现为测量桥的传感器元件组成。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述测量桥相互相 对地旋转45°。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述测量桥相隔 一定距离，该距离等于一个组(14)的磁片段(2)的长度的四分之 一。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，构成测量桥的磁 阻层带的设置适合于减小桥信号中的谐波分量。

12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，设置两个相互间 隔开的传感器(4.1；4.2)。

13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，第一传感器和第 二传感器(4.1；4.2)相互间隔第一距离，该第一距离小到相位差在 整个比例尺(1)被超出时唯一对应于测量坐标值，第三传感器(4.3) 与第一传感器(4.1)的距离至少等于第一距离的两倍。

14.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，为测量角度而设 置的磁极轮(1)形式的比例尺相对于具有旋转轴的平面镜像对称。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，磁片段(2)的 角度扩展被选择为使得磁场的方向β在围绕包含n个极的磁极轮(1) 进行α＝0至360°的完全旋转的情况下通过关系式 β(α)＝α·(1+n/2)+A·sin(α)给定，其中A＝常数，以及两个传感器对 分别由第一传感器(4.1)和与之间隔开的第二传感器(4.2)组成， 这两个传感器对错开特定的角度。

16.一种借助于根据权利要求1至15中任一项所述的装置绝对确 定两个相互可相对移动或旋转的本体的线性位置或通过角度表示的 旋转位置的方法，其特征在于，在分析单元中根据多个传感器信号计 算出与该线性位置或旋转位置唯一对应的输出信号。