[发明专利]用于将分段计数器与精确位置传感器同步的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于将具有至少一个脉冲线(韦根线)传感器的分段计数器与精确位置传感器同步的方法，该精确位置传感器用于物体的平移和/或旋转运动的绝对检测，还涉及执行所述方法的装置。

背景技术

脉冲和韦根线是铁磁性元件，当用作韦根传感器时每一个都具有围绕它们的感应线圈。当铁磁材料中初始导向不规则的磁性区域(称作磁筹或外斯畴)受到外力时，所述磁性区域将对齐而形成单畴。确定方向和大小的外部磁场的应用将引起该范筹的翻转，由此在感应线圈里产生可以作为输出信号被采集的电压脉冲。在外磁场方向上以连续波形式方式翻转排成直线的单元磁铁的动能足够高以允许来自与韦根传感器相关联的线圈的电能不仅仅用于信号脉冲，还用于包含存储器的电子计数器；比较EP0724712B1[0009]。

在磁性材料中，不同磁化方向的相邻原子磁矩的相互作用相当强大，使得上面提到的外斯畴的磁矩定位，该外斯畴通过被称为布洛赫畴壁的过渡层相互分离。目前可以长久的创建具有一致磁化方向的单畴，例如通过机械拉伸这样的铁磁性元件形成导线。如果这样的磁畴被放置在确定大小和方向的外部磁场里，所述磁畴不能整体翻转，但其单元磁铁将从确定的开始位置(更好地从导线的一端)沿着外部磁场方向翻转，就像多米诺效应。这在磁性元件中导致有限速度的重新定向波。但是，由于上述速度比励磁磁铁的速度高，因此该速度可以被称为该磁畴的“翻转”。

但是，再次磁化的触发方向必须不能与实际再次磁化方向相混淆。触发方向描述外斯畴磁极将朝向该触发方向“翻转”。比较而言，再次磁化方向引起励磁磁铁触发极的极性(北极或南极)且因此引起脉冲线的磁化方向。

由所述韦根传感器产生的计数脉冲的品质很大程度上依赖于之前遇到的磁场的强度。当在磁场的一个方向触发之前在相反方向上达到饱和场强度时才能获得最佳计数脉冲。如果没有完成，操作可以从双极模式转变成单极模式，在单极模式下计数脉冲将能够仅在一个方向上释放足够的能量。

上述导致的状态与通过包含韦根传感器的位置检测器进行的绝对位置检测的要求相矛盾。这是因为不同可能的左/右、前/后运动在由与位置检测器关联的计数器检测的上一个位置和其再次进入操作之后检测的当前位置之间可能已经发生，由于不理想的计数脉冲将使得测试结果失真。仅仅产生磁场的永磁体的进一步运动(将引起计数脉冲触发)将终止所述不确定性。但是，不可能总是强制这样的运动。

简单的分段计数器可以以该不确定性正常工作，该分段计数器可能大约达到两段。但是，通过将这样的分段计数器连接至精确的位置编码器是另外一回事。这种情况下，为了确保总的位置值一致，周期性产生的精确位置值必须被精确地分配到分段。出于该目的，在由分段计数器检测的上一个事件和当前位置之间的运动顺序的精确了解是必要的。

例如在US7559012B2中公开的使用两个韦根传感器来设计方向独立的计数器，结合相关联的逻辑电路该计数器将校正由励磁磁场的方向变化引起的不理想或丢失的计数脉冲。但是，只能在产生第二个计数脉冲之后执行这种校正，该第二个计数脉冲在丢失的计数脉冲之后产生。如果被检测的物体在触发该第二个计数脉冲之前停止运动，则将不可能进行这样的校正并且计数结果将仍旧不准确或不精确。

发明内容

本发明的目的是通过提供一种新型的和节约成本的方法及实现该方法的装置来解决上述问题，该方法用于将基于韦根传感器的分段计数器的值与精确位置编码器的值正确同步。

基于上述考虑即使最后产生的脉冲对于计数来说很弱，但因为用于当前位置的最后计数脉冲，励磁磁铁仍旧以这样的方式超过韦根传感器，韦根传感器对于新脉冲存在偏移，该偏移的磁化方向取决于励磁磁铁产生的路径，根据本发明实现了上述目的，其中用于值的绝对同步所必需的信息从韦根传感器脉冲线的当前磁化方向获得，该韦根传感器脉冲线的当前磁化方向由最终的运动产生。

稳固地连接到被监测的物体的磁铁的运动历史上的这类信息是必需的，如不充足，则用于消除计数过程的不明确性从而包括在脉冲线的磁化方向上。这是因为韦根传感器脉冲线具有存储最终偏移方向的磁畴。利用磁化方向的知识允许通过位置传感检测器计数的旋转和/或分段的正确和一致的分配。因此具有精确位置编码器的分段编码器的使用将总是允许由韦根传感器的计数值和精确位置传感器的位置值构成绝对总的位置值。在此没有明确地描述的表格列出了在旋转和/或分段必须被加到存储在计数器里的韦根传感器值或从该值中减去的情况下的条件。