[发明专利]用于角度测量的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于角度测量的装置和方法。以量角器(10)的形式的该装置包括：刻度架(20,200)，其具有同心于其中心布置的码道(25)；至少两个用于通过探测码道(25)确定刻度架(20,200)的角度值的探测单元(30‑33)；控制单元(40)，其带有用于与后续电子装置(100)通讯的仪器接口(42)和至少一个用于与探测单元(30‑33)的接口(35‑38)通讯的接口(45‑48)，其中，控制单元(40)包括处理单元(41)，由其经由至少一个接口(45‑48)可请求探测单元(30‑33)的角度值且可处理成修正的角度值且修正的角度值经由仪器接口(42)可传输至后续电子装置(100)。

技术领域

本发明涉及一种根据本发明的用于角度测量的装置以及一种根据本发明的用于角度测量的方法。根据本发明的装置或用于角度测量的方法尤其可在测量带有较大直径的轴的角位置时以及在圆工作台中和在望远镜应用中决定性地改善精度。

背景技术

用于测量轴(例如圆工作台)的角位置的高精度的量角器是已知的。带有测量系统侧的轴和自支承(Eigenlagerung)的变体例如在书“Digitale Laengen- undWinkelmesstechnik”, A.Ernst, Moderne Industrie出版社, 第3版1998年, 61-64页中进行说明。为了达到较高的精度，一方面在测量系统中必须使用非常精确的且因此非常昂贵的精密轴承，另一方面必须动用较高的耗费，以便借助于合适的离合器将测量系统的轴(其承载带有径向的测量刻度的分度盘)与待测量的轴相连接。

另外，从上述书第64-70页已知不带自支承的量角器，在其中旋转对称的测量刻度或相应的分度盘被直接布置在待测量的轴上。用于探测(Abtasten)测量刻度的相应的探测单元相对于扭转的分度盘静止地来布置。

作为测量刻度，在这些量角器中使用带有直至36000个径向刻度线(Strich)的增量刻度(Inkrementalteilung)，其中，角分辨率通过插值(Interpolation)来进一步提高。

在理想情况中，对于这样的量角器角度测量的精度现在仅取决于将测量刻度施加到分度盘上的精度且取决于探测单元的测量误差。然而在实际中，分度盘且因此测量刻度的旋转运动受制造公差限制总是具有偏心误差以及摆动误差。这一方面在于，分度盘的中心绝不可能精确地处于待测量的轴的旋转轴线上，而另一方面，分度盘的旋转轴线和待测量的轴不可能精确对齐地布置。作为由此的结果，测量刻度关于探测单元的距离和位置在待测量的轴的转动内变化，由此在角度测量时产生测量误差。

为了尤其对于用于带有较大直径的轴、圆工作台或望远镜应用的较大的量角器降低用于精密轴承和精密离合器以及用于机械调整的较高的费用，申请人的文件DE 199 07326 A1提出在分布在分度盘的周缘上的多个探测位置处探测测量刻度并且评估由此产生的正弦信号并且修正偏心误差或摆动误差。

然而，代替增量道(Inkrementalspur)，现代的量角器优选地使用经绝对编码的码道(Codespur)。该码道例如是多道式的编码(例如格雷码)或者单道式的链码，所谓的“伪随机码(Pseudo Random Code)”(PRC)。这具有该优点，即在每个时刻可通过探测码道直接确定绝对的角位置。然而，在文件DE 199 07 326 A1中所提出的信号处理不可被用于绝对编码的码道。

发明内容

因此本发明的目的是说明一种带有改善的精度的绝对的量角器。

该目的通过根据本发明的装置来实现。

现在提出一种以量角器的形式的用于角度测量的装置，其包括：

·刻度架(Teilungstraeger)，其具有同心于其中心布置的码道，

·至少两个用于通过探测码道来确定刻度架的角度值的探测单元，