[发明专利]感应式绝对位置传感器

权利要求书

1.一种绝对或粗略空间周期Tc的感应式绝对位置传感器，包括：

刻度尺和读取头，其可沿测量路径相对移动，

所述读取头包括

多极感测绕组，其在相同极之间具有精细空间周期T_F，所述精细空间周期T_F等于所述粗略空间周期Tc除以M，M为大于1的整数，

单极第一驱动绕组，其在所述感测绕组或沿所述感测绕组产生时变空间均匀磁场，

多极第二驱动绕组，其在所述感测绕组或沿所述感测绕组产生沿着所述测量路径的周期为Tc/N的时变空间多极场，其中N等于M+1或M-1，所述刻度尺包括

导电或可渗透特征的图案，其具有从驱动绕组到感测绕组的耦合特性，所述耦合特性为所述读取头沿所述刻度尺的位置的函数，所述耦合特性大体由两个空间周期性分量组成，其中一个空间周期性分量为周期T_F，另一个空间周期性分量为周期Tc或Tc/(M+N)，

所述传感器还包括

电子电路，其连接到所述第一驱动绕组和所述第二驱动绕组以及所述感测绕组，并且被配置为以以下模式操作：

第一模式，其中启用所述第一驱动绕组以及禁用所述第二驱动绕组，以在精细周期T_F内测量位置，以及

第二模式，其中启用所述第二驱动绕组以及禁用所述第一驱动绕组，以在周期Tc或Tc/(M+N)内测量位置，以及

计算装置，其用于根据在所述第一模式测量的位置和在所述第二模式测量的位置来计算绝对位置。

2.根据权利要求1所述的感应式绝对位置传感器，其中，所述感测绕组由周期为T_F的正弦感测绕组和余弦感测绕组组成，所述正弦感测绕组和所述余弦感测绕组沿所述测量路径正交或以其周期T_F的四分之一相互偏移。

3.根据权利要求1所述的感应式绝对位置传感器，其中，每个所述感测绕组沿着所述测量路径在周期Tc或其倍数的长度上延伸。

4.根据权利要求1所述的感应式绝对位置传感器，其中，所述刻度尺的特征是将从一个或两个所述驱动绕组感应出的电流传递到所述感测绕组以在其中感应电流的环路。

5.根据权利要求1所述的感应式绝对位置传感器，其中，刻度尺的相同的特征形成以每个粗略周期Tc重复的图案，在每个周期Tc内的所述图案的刻度尺的特征的节距比所述精细周期T_F略短或略长，从而选择周期Tc或Tc/(M+N)的图案的耦合特性的周期性分量中的一个对另一个有影响。

6.根据权利要求1所述的感应式绝对位置传感器，其中，M是偶数，所述刻度尺的图案和所述读取头的所述第二驱动绕组沿着所述测量路径被分成两个迹线，所述两个迹线的刻度尺的图案沿着所述测量路径以其绝对周期Tc的一半相互偏移，并且所述两个迹线的所述第二驱动绕组沿所述测量路径以其周期Tc/N的一半相互偏移，其中所述感测绕组位于所述两个迹线之间，所述绕组的一半位于一个迹线，而所述绕组的另一半位于另一个迹线，并且每个所述感测绕组的长度减少到绝对周期Tc的一半，以使得两条迹线在所述绝对周期的一半共同长度上在功能上都等于长度Tc的未分迹线，从而允许绝对测量范围比所述读取头沿所述测量路径的长度更长。

7.一种测量仪器，包括根据权利要求1至6中任一项所述的感应式绝对位置传感器。