[发明专利]感应式位置编码器的绕组配置

说明书

提供了一种电子位置编码器，包括刻度、检测器和信号处理配置。刻度沿着x轴方向延伸，并且包括信号调制刻度图案。检测器包括感测元件和包围内部线圈区域的场生成线圈。场生成线圈包括通过端部部分连接的第一和第二长形部分，第一和第二长形部分各自沿着x轴方向延伸。长形部分具有沿着y轴方向的标称生成迹线宽度尺寸，在各种实施例中，标称生成迹线宽度尺寸是标称内部线圈区域宽度尺寸的至少0.1倍。在各种实施方式中，检测器的导电屏蔽区域可以降低场生成线圈的端部部分的屏蔽的端部区段对于感测元件的影响。屏蔽的端部区段可以位于与长形部分不同的PCB层中。

技术领域

本公开涉及测量仪器，且更具体地，涉及可用在精密测量仪器中的感应式位置编码器。

背景技术

各种编码器配置可以包括各种类型的光学、电容性、磁性、感应式、移动和/或位置换能器。这些换能器使用读头中的发射器和接收器的各种几何构型，来测量读头和刻度之间的移动。磁性换能器和感应式换能器对污染相对鲁棒，但并不完美。

美国专利第6,011,389号(’389专利)描述了一种可用于高精度应用的感应电流位置传感器，美国专利第5,973,494号(’494专利)和6,002,250(’250专利)描述了增量位置感应卡尺和线性刻度，其包括信号生成电路和信号处理电路，以及美国专利第5,886,519号(’519专利)、5,841,274(’274专利)和5,894,678(’678专利)描述了使用感应电流换能器的绝对位置感应卡尺和电子卷尺。所有前述内容通过引用整体并入本文。如这些专利所述，感应电流换能器可以使用印刷电路板技术加工，并且在很大程度上不受污染的影响。然而，这样的系统可能受限于提供用户期望的特征的某些组合的能力，例如紧凑的尺寸、高分辨率、成本、对污染的鲁棒性等的组合。提供改进的组合的编码器的配置将是期望的。

发明内容

提供本发明内容以通过简化形式介绍一些概念，这些概念在下面的详细说明中进一步描述。本发明内容并非旨在标识所要求保护的主题的主要特征，也并非旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

提供一种电子位置编码器，其可用以沿着测量轴线方向测量两个元件之间的相对位置，所述测量轴线方向与x轴方向重合。在各种实施方式中，所述电子位置编码器包括刻度、检测器部分和信号处理配置。所述刻度沿着测量轴线方向延伸，并且包括信号调制刻度图案。所述刻度图案具有沿着垂直于x轴方向的y轴方向的刻度图案宽度尺寸，并且具有作为沿x轴方向的位置的函数的空间特性。

所述检测器部分配置为安装成邻近所述刻度图案，并且沿着测量轴线方向相对于刻度图案移动。在各种实施方式中，检测器部分包括场生成线圈和多个感测元件。所述场生成线圈固定在基底上，并包围一内部区域，该内部区域具有沿着x轴方向的标称线圈区域长度尺寸和沿着y轴方向的标称线圈区域宽度尺寸。所述场生成线圈响应于线圈驱动信号在内部区域中产生变化的磁通量。所述多个感测元件沿着x轴方向布置，并固定在基底上。各所述感测元件具有沿着y轴方向的标称感测元件宽度尺寸，其中标称感测元件宽度尺寸中的至少大部分沿着y轴方向被包括在标称线圈区域宽度尺寸内。感测元件配置为提供检测器信号，所述检测器信号响应于刻度图案的相邻的信号调制部分提供的对于变化的磁通量的局部影响。所述信号处理配置可操作地连接到检测器部分，以提供线圈驱动信号，并用以基于从检测器部分输入的检测器信号确定检测器部分和刻度图案之间的相对位置。