[发明专利]用于感应式位置编码器的绕组和刻度构造

摘要

一种间距补偿感应式位置编码器，包括刻度、检测器和信号处理部，所述刻度包括具有波长为W的周期性图案的第一轨道和第二轨道。第二轨道图案可沿测量方向相对于第一轨道图案以图案偏移量STO偏移。在所述检测器中，第一轨道场生成线圈部分和第二轨道场生成线圈部分在分别与第一图案轨道和第二图案轨道对齐的第一内部区域和第二内部区域中生成场。分别与第一轨道和第二轨道对齐的第一感测线圈构造和第二感测线圈构造沿测量方向相对于彼此偏移STO+/‑0.5*W。在各实施例中，如果生成场极性不同，则第一感测线圈构造和第二感测线圈构造可以具有相同顺序的单个线圈极性，如果生成场极性相同，则可具有倒置或相反的顺序。

主权项

1.一种电子位置编码器，其能够用于测量两个元件之间沿测量轴线方向的相对位置，所述测量轴线方向与x轴线方向重合，所述电子位置编码器包括：刻度，沿测量轴线方向延伸，且包括信号调制刻度图案，所述信号调制刻度图案包括布置为彼此平行的第一图案轨道和第二图案轨道，每个图案轨道包括场衰减元件和场维持元件，场衰减元件以相对较大的程度局部衰减变化的磁通，场维持元件以相对较小的程度局部衰减变化的磁通或局部地增强变化的磁通，并且其中，场衰减元件和场维持元件沿x轴线方向以具有空间波长W的周期性图案交错；以及检测器部分，被构造为靠近图案轨道安装，且沿测量轴线方向相对于图案轨道移动，所述检测器部分包括：场生成线圈构造，包括固定在基板上的至少一个场生成环，所述场生成线圈构造被构造为响应线圈驱动信号在与第一图案轨道对齐的第一内部区域中提供变化的第一磁通，并响应线圈驱动信号在与第二图案轨道对齐的第二内部区域中提供变化的第二磁通；感测线圈构造，包括：第一轨道第一空间相位信号感测线圈构造，其布置在第一内部区域中，包括一组N个正极绕组和一组N个负极绕组，所述一组N个正极绕组在对应于空间波长W沿x轴线方向重复的正极绕组区域中分布，所述一组N个负极绕组在与正极绕组区域交替且对应于空间波长W沿x轴线方向重复的负极绕组区域中分布，其中，N是至少为2的整数，并且其中，正极绕组和负极绕组每个响应由相邻的场衰减元件或场维持元件提供在变化磁通上的局部效应，并为第一轨道第一空间相位信号感测线圈构造提供的第一轨道第一空间相位信号分量提供信号贡献；以及第二轨道第一空间相位信号感测线圈构造，其布置在第二内部区域中，包括一组M个正极绕组和一组M个负极绕组，所述一组M个正极绕组在对应于空间波长W沿x轴线方向重复的正极绕组区域中分布，所述一组M个负极绕组在与正极绕组区域交替且对应于空间波长W沿x轴线方向重复的负极绕组区域中分布，其中，M是至少为2的整数，并且其中，正极绕组和负极绕组每个响应由相邻的场衰减元件或场维持元件提供在变化磁通上的局部效应，并为第二轨道第一空间相位信号感测线圈构造提供的第二轨道第一空间相位信号分量提供信号贡献；其中：第一轨道第一空间相位信号感测线圈构造和第二轨道第一空间相位信号感测线圈构造分别沿x轴线方向限定第一感测跨度和第二感测跨度，并且第一感测跨度和第二感测跨度并不沿x轴线方向彼此对齐，并且，第一轨道第一空间相位信号感测线圈构造和第二轨道第一空间相位信号感测线圈构造关于第一图案轨道和第二图案轨道之间的沿x轴线方向的边界线不彼此对称；第二图案轨道的周期性图案沿x轴线方向相对于第一图案轨道的周期性图案对齐，或者偏移并非0.5*W的刻度轨道图案偏移量STO；并且所述电子位置编码器按照A)或B)中的一项构造，其中：A)场生成线圈构造被构造为在沿第一图案轨道的第一内部区域中和在沿第二图案轨道的第二内部区域中提供相反极性的变化磁通；并且沿感测线圈构造从起始端部开始，第一轨道第一空间相位信号感测线圈构造具有一种构造，其中，其沿第一轨道的起始端部绕组具有第一绕组极性，第二轨道第一空间相位信号感测线圈构造具有一种构造，其中，其沿第二轨道的起始端部绕组具有第一绕组极性，且沿第一轨道和第二轨道的起始端部绕组沿x轴线方向彼此偏移一绕组偏移量WO＝STO+/‑0.5*W；或者B)场生成线圈构造被构造为在沿第一图案轨道的第一内部区域中和在沿第二图案轨道的第二内部区域中提供相同极性的变化磁通；并且沿感测线圈构造从起始端部开始，第一轨道第一空间相位信号感测线圈构造具有一种构造，其中，其沿第一图案轨道的起始端部绕组具有第一绕组极性，第二轨道第一空间相位信号感测线圈构造具有一种构造，其中，其沿第二图案轨道的起始端部绕组具有与第一绕组极性相反的第二绕组极性，且沿第一和第二轨道的起始端部绕组沿x轴线方向彼此偏移一绕组偏移量WO＝STO+/‑0.5*W。