[发明专利]传感器装置有效
申请号: | 201780049881.8 | 申请日: | 2017-06-29 |
公开(公告)号: | CN109564108B | 公开(公告)日: | 2021-07-27 |
发明(设计)人: | A·格拉博夫斯基;C·瓦伦达 | 申请(专利权)人: | 物理仪器(PI)两合有限公司 |
主分类号: | G01D5/14 | 分类号: | G01D5/14;G01D5/347 |
代理公司: | 中国贸促会专利商标事务所有限公司 11038 | 代理人: | 俄旨淳 |
地址: | 德国卡*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 传感器 装置 | ||
1.用于检测关于能线性或旋转运动的物体的绝对位置的测量数据的传感器装置,包括:
-光学传感器系统,所述光学传感器系统具有光学传感器系统的测量单元(102)和与光学传感器系统的测量单元(102)配合作用的、光学传感器系统的标尺(220),所述光学传感器系统为了进行位置测量仅利用零阶反射,并且光学传感器系统发出与能运动的物体的待确定位置相关的第一传感器输出信号,和
-磁传感器系统,所述磁传感器系统具有磁传感器系统的测量单元(101)和与磁传感器系统的测量单元配合作用的、磁传感器系统的标尺(203),所述磁传感器系统发出与所述能运动的物体的待确定位置相关的第二传感器输出信号,光学传感器系统的标尺(220)和磁传感器系统的标尺(203)集成在共同的标尺体(210)中,并且光学传感器系统的测量单元(102)和磁传感器系统的测量单元(101)朝向所述标尺体(210)的表面,光学传感器系统的标尺(220)和/或磁传感器系统的标尺(203)设置在所述表面上,并且所述表面定义了测量表面,并且光学传感器系统具有比磁传感器更高的分辨率,和,
-计算单元(105),所述计算单元设定为用于获取第一传感器输出信号(401)和第二传感器输出信号(402)并由所述第一传感器输出信号(401)和第二传感器输出信号(402)生成共同的传感器输出信号,在任意时刻都能由磁传感器系统的第二传感器输出信号(402)得出光学传感器系统的当前周期,以便基于第一和第二传感器输出信号计算出唯一的绝对位置信息,
其中,磁传感器系统的精度小于光学传感器系统的信号周期。
2.根据权利要求1所述的传感器装置,其特征在于,光学传感器系统的标尺(220)设置在标尺体(210)的共同的测量表面(309)的平面中。
3.根据权利要求1或2所述的传感器装置,其特征在于,磁传感器系统的标尺(203)沿背离光学传感器系统的测量单元(102)的方向和沿背离磁传感器系统的测量单元(101)的方向与标尺体(210)的共同的测量表面(309)隔开间距地设置。
4.根据权利要求1或2所述的传感器装置,其特征在于,磁传感器系统的第二传感器输出信号(402)以与光学传感器系统的第一传感器输出信号(401)不同的数字式的数据格式存在。
5.根据权利要求1或2所述的传感器装置,其特征在于,光学传感器系统的标尺(220)在其最大延伸方向上的几何尺寸基本上等于磁传感器系统的标尺(203)在其最大延伸方向上的几何尺寸。
6.根据权利要求1或2所述的传感器装置,其特征在于,所述光学传感器系统是增量式传感器系统,而所述磁传感器系统是绝对测量传感器系统。
7.根据权利要求1或2所述的传感器装置,其特征在于,所述传感器装置的分辨率与光学传感器系统的分辨率相同。
8.根据权利要求1或2所述的传感器装置,其特征在于,光学传感器系统的标尺(220)具有每毫米3至20线的栅格结构。
9.根据权利要求8所述的传感器装置,其特征在于,所述栅格结构利用蚀刻或通过激光产生。
10.根据权利要求1或2所述的传感器装置,其特征在于,光学传感器系统的标尺(220)的材料的热膨胀系数基本上等于磁传感器系统的标尺(203)的材料的热膨胀系数。
11.根据权利要求1或2所述的传感器装置,其特征在于,在线性位置测量时,所述传感器装置的总体分辨率好于100nm,而在旋转位置测量时,所述传感器装置的总体分辨率好于100μrad。
12.根据权利要求1或2所述的传感器装置,其特征在于,光学传感器系统的测量单元(102)和/或磁传感器系统的测量单元(101)设计成集成电路。
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