位置測量設(shè)備的制作方法
【專利摘要】利用本發(fā)明說明了一種位置測量設(shè)備，其中碼序列布置在第一碼道（11）中并且相同的碼序列布置在第二碼道（12）中。碼序列由碼元（C1-C16）的序列構(gòu)成，其中每個(gè)碼元（C1-C16）又由在測量方向X上相繼跟隨的被構(gòu)造為彼此互補(bǔ)的部分區(qū)域（C1A,C1B-C16A,C16B）構(gòu)成。從所述部分區(qū)域（C1A,C1B-C16A,C16B）中為每個(gè)碼元（C1-C16）獲得碼信息（B1,B2,B3,B4）。定義絕對位置的碼字（W1-W16）是由第一碼道（11）的碼信息（B1,B2）以及由第二碼道（12）的碼信息（B2,B3）組成的。
【專利說明】位置測量設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于確定絕對位置的位置測量設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在許多領(lǐng)域越來越多地使用絕對位置測量設(shè)備，其中從具有在測量方向上相繼布置的碼元的碼道中導(dǎo)出絕對位置信息。在此，碼元是以偽隨機(jī)分步設(shè)置的，使得一定數(shù)目的相繼跟隨的碼元各自形成位模式。在將掃描設(shè)備相對于碼道移動(dòng)單個(gè)碼元時(shí)，已經(jīng)形成新的位模式，并且在整個(gè)要絕對檢測的測量范圍上有不同位模式的序列可用。
[0003]這樣的順序碼被稱為鏈碼或偽隨機(jī)碼(PRC)。
[0004]例如在DE10200601016A1中闡述了具有偽隨機(jī)碼的位置測量設(shè)備。設(shè)置有多個(gè)彼此平行延伸的碼道，所述碼道各自具有碼元的相同序列。通過掃描這些碼道中的一個(gè)，確定在一個(gè)測量方向上的絕對位置，并且通過掃描另一碼道確定與第一方向垂直的第二方向上的絕對位置。
[0005]在EP I 468 254 BI中描述了作為本發(fā)明的出發(fā)點(diǎn)的絕對位置測量設(shè)備。該絕對位置測量設(shè)備具有這樣的碼，該碼由在測量方向上相繼布置的碼元的序列構(gòu)成，其中每個(gè)碼元又各由兩個(gè)部分區(qū)域構(gòu)成，所述部分區(qū)域彼此互補(bǔ)并且相繼跟隨地布置在掃描方向上。該碼由具有多個(gè)探測器的掃描設(shè)備掃描。在分析單元中，分別從碼元的部分區(qū)域的掃描信號中形成比較結(jié)果，并且檢查該比較結(jié)果是高于還是低于參考值，并且據(jù)此針對相應(yīng)碼元導(dǎo)出位“O”或“ I”作為碼信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所基于的任務(wù)是，提供一種絕對位置測量設(shè)備，該絕對位置測量設(shè)備實(shí)現(xiàn)緊湊的構(gòu)造并且利用該絕對位置測量設(shè)備可以以高可靠性生成正確的絕對位置。
[0007]該任務(wù)通過權(quán)利要求1的特征來解決。
[0008]相應(yīng)地,該位置測量設(shè)備包括:
一具有碼元序列的碼載體，其中每個(gè)碼元由兩個(gè)具有彼此互補(bǔ)的特性的部分區(qū)域構(gòu)成，所述部分區(qū)域在測量方向X上相繼跟隨地布置；
一具有多個(gè)探測器的掃描設(shè)備，所述探測器用于掃描各定義一個(gè)碼字的碼元以及形成所述碼元的部分區(qū)域中的各一個(gè)部分區(qū)域內(nèi)的至少一個(gè)掃描信號；
一分析單元，其被構(gòu)造為從掃描信號中為碼元中的每個(gè)碼元形成碼信息并且從碼信息中形成碼字，其中
一所述碼元布置在第一碼道和與其平行延伸的第二碼道中，所述碼道分別具有碼元的相同序列；以及
所述碼字由第一碼道的相繼跟隨的碼元的N個(gè)碼信息以及由第二碼道的相繼跟隨的碼元的K個(gè)碼信息組成，其中N和K大于I。
[0009]碼元的兩個(gè)部分區(qū)域相繼跟隨地布置在測量方向X上，并且在測量方向上分別具有相同的寬度。
[0010]碼元的構(gòu)造以公知方式根據(jù)掃描原理來選擇。因此，碼元可以是能光學(xué)、磁、電容或電感掃描地構(gòu)造的。根據(jù)碼元的構(gòu)造還選擇探測器。
[0011]本發(fā)明的第一特別有利的構(gòu)造是，第二碼道的碼元順序相對于第一碼道的碼元順序在測量方向X上如此移動(dòng)地布置在碼載體處，使得第一碼道和第二碼道的形成碼字的碼元至少部分重疊。
[0012]在此特別有利的是，所述移動(dòng)為V = N/2+K/2個(gè)碼元。由此保證:第一道的形成碼字的碼元與另一道的形成碼字的碼元最大地重疊。通過該措施，可以特別有利地使用光學(xué)掃描原理。也就是說，碼道可以由共同的掃描射束來照射，該掃描射束由照明單元發(fā)出。為了光學(xué)掃描，碼元的兩個(gè)部分區(qū)域具有彼此互補(bǔ)的光學(xué)特性，所述光學(xué)特性對于透射光掃描而言是不透明的和透明的，或者對于入射光掃描而言是反射性的和非反射性的。通過在多個(gè)碼道中彼此移動(dòng)地布置相同的碼序列，可以利用共同的掃描射束來實(shí)現(xiàn)多個(gè)碼道的要掃描的碼元的均勻照射。
[0013]本發(fā)明的第二特別有利的構(gòu)造是，不僅將第二碼道用于從另外的碼元中導(dǎo)出掃描信號，而且第二碼道還被用于生成冗余掃描信號，所述冗余掃描信號也通過掃描第一軌道來獲得。為此，給第二碼道中的序列的至少一個(gè)碼元分配用于形成冗余掃描信號的探測器，給該碼元還在第一碼道中分配用于形成掃描信號的探測器。由此從第一碼道以及從第二碼道中通過簡單方式獲得的冗余信號被輸送給分析單元。
[0014]有利的是，分析單元包括比較設(shè)備，其中從探測器給所述比較設(shè)備各輸送兩個(gè)掃描信號，所述探測器在測量方向上具有與在測量方向上相繼跟隨地布置的兩個(gè)部分區(qū)域相同的間隔，并且比較設(shè)備分別被構(gòu)造為通過比較所輸送的掃描信號來生成碼信息。
[0015]特別有利的是，多個(gè)探測器布置在碼元的部分區(qū)域內(nèi)。由此保證，這些多個(gè)探測器中的至少一個(gè)可以為該部分區(qū)域生成單義的掃描信號并且從而可以從該掃描信號中導(dǎo)出可靠的碼信息。
[0016]當(dāng)探測器在測量方向上以與部分區(qū)域的一半長度相對應(yīng)的間隔布置時(shí)，獲得有利的和簡單的構(gòu)造。
[0017]本發(fā)明的另外的有利的構(gòu)造在從屬權(quán)利要求中說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]根據(jù)附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明，在此:
圖1以示意圖示出了位置測量設(shè)備；
圖2示出了根據(jù)圖1的位置測量設(shè)備的碼載體；
圖3以分析單元的細(xì)節(jié)示出了位置測量設(shè)備的碼的片段；以及 圖4示出了用于掃描碼載體的探測器元件的另一有利布置。
【具體實(shí)施方式】
[0019]根據(jù)本發(fā)明的絕對位置測量設(shè)備可以用于測量線性或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其中碼載體I在此被裝配在要測量對象中的一個(gè)對象處并且掃描設(shè)備2裝配在要測量對象中的另一對象處。在此，要測量的對象可以是機(jī)床的工作臺或滑塊、坐標(biāo)測量機(jī)、或者電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子。[0020]本發(fā)明可特別有利地用于測量旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此其在下面根據(jù)角度測量設(shè)備予以進(jìn)一步闡述。
[0021]圖1示意性示出了位置測量設(shè)備。該位置測量設(shè)備包括碼載體1，該碼載體I可以由掃描設(shè)備2來掃描。為了測量碼載體I相對于掃描設(shè)備2的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),該碼載體I安放為在測量方向X上可繞旋轉(zhuǎn)軸D旋轉(zhuǎn)。
[0022]碼載體I具有至少兩個(gè)彼此平行和圓環(huán)形延伸的碼道11、12，所述碼道的構(gòu)造稍后根據(jù)圖2予以闡述。在所示示例中，附加地還在碼載體I處設(shè)置周期增量道13。
[0023]碼道11、12和增量道13在掃描設(shè)備2的示例中被光電掃描。為此，掃描設(shè)備2包括照明單元21，該照明單元由光源211和光學(xué)設(shè)備212構(gòu)成。照明單元21形成掃描射束A以用于一起掃描兩個(gè)碼道11、12和增量道13。掃描射束A由碼道11、12以及由增量道13依賴于位置地進(jìn)行調(diào)制，并且經(jīng)調(diào)制的光束到達(dá)在圖1中僅僅示意性示出的探測器單元3。
[0024]探測器單元3具有用于掃描第一碼道11的探測器E以及用于掃描第二碼道12的探測器F。所述探測器E、F的掃描信號被輸送給分析單元4，該分析單元4由此形成碼字W形式的、碼載體I 一轉(zhuǎn)內(nèi)的單義的絕對位置。
[0025]并行地布置在碼道11、12旁邊的是具有周期分度的增量道13。該增量道13以公知方式由至少兩個(gè)在測量方向X上彼此錯(cuò)開1/4分度周期的探測器G掃描，以生成彼此相移90°的模擬掃描信號。所述模擬掃描信號以公知方式在單元5中被內(nèi)插并且經(jīng)內(nèi)插的位置值與碼字W相組合，由此通過高分辨率的增量測量來細(xì)化粗略的絕對位置測量并且提供總絕對值P。該總絕對值P優(yōu)選通過串行接口被提供給后續(xù)電子設(shè)備。
[0026]位置測量設(shè)備被設(shè)計(jì)為能夠檢測測量線路內(nèi)的盡可能多的不同絕對位置。另一方面，位置測量設(shè)備被設(shè)計(jì)為保證可靠的位置測量。
[0027]可靠的位置測量通過使用專用編碼來實(shí)現(xiàn)。在圖2中詳細(xì)示出了對碼載體I的該編碼。第一碼道11具有偽隨機(jī)碼。碼道11由在測量方向X上相繼布置的相同長度的碼元Cl至C16的序列構(gòu)成。每個(gè)碼元Cl至C16又由兩個(gè)相同長度的在測量方向X上彼此直接跟隨布置的部分區(qū)域C1A、C1B至C16A、C16B構(gòu)成，所述部分區(qū)域被構(gòu)造為彼此互補(bǔ)?；パa(bǔ)在此是指，所述部分區(qū)域具有相反的特性，也就是在光學(xué)掃描原理情況下為透明的和不透明的，或在入射光掃描情況下為反射性的或非反射性的。
[0028]在所示的示例中，出發(fā)點(diǎn)是，碼元Cl至C16的部分區(qū)域A、B的序列“暗_>亮”定義了位=O形式的碼信息，并且序列“亮-> 暗”定義了位=I形式的碼信息。因此，第一碼道11的碼元Cl至C16的序列定義了碼信息1000010011010111。第一碼道11的碼信息的該順序在圖2中繪制在外部碼道11上，在此在括號中給每個(gè)碼元Cl至C16輸送得到的碼信息。
[0029]獲得盡可能大數(shù)目的不同絕對位置要求同時(shí)掃描盡可能多的碼元Cl至C16。根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過如下方式來解決:碼元Cl至C16的相同序列也存在于碼載體I處的至少第二碼道12中。第二碼道12的碼元Cl至C16的序列被布置為相對于第一碼道11的碼元Cl至C16的序列移動(dòng)。如果第一碼道11例如使用兩個(gè)碼元C來獲得多位的碼字，則第二碼道12的碼元C的序列相對于第一碼道11移動(dòng)兩個(gè)碼元C，如在圖2中第二碼道12的繪制在內(nèi)圓周處的碼信息序列所示的那樣。根據(jù)本發(fā)明，單義地定義絕對位置的碼字由第一碼道11的相繼跟隨的碼元C的N個(gè)碼信息以及由第二碼道12的相繼跟隨的碼元C的K個(gè)碼信息組成，其中N和N分別大于I。
[0030]第二碼道12的碼元C的順序相對于第一碼道11的碼元C的順序在測量方向X上移動(dòng)多個(gè)碼元C地布置在碼載體I處。碼元C的序列的該移動(dòng)V在從第一碼道11獲得N個(gè)碼信息的位置的方向上進(jìn)行。通過碼元C的序列的該移動(dòng)，可以從由共同的照明單元21均勻照射的掃描區(qū)域中獲得所有需要的碼信息。因此，還利用了掃描射束A橫向于測量方向X的伸展。當(dāng)所述移動(dòng)為V=N/2+K/2個(gè)碼元C時(shí)，可以進(jìn)行最優(yōu)的利用。
[0031 ] 因此，探測器單元3具有用于掃描第一碼道11的第一探測器元件E和用于掃描第二碼道12的第二探測器元件F，其中第一探測器元件E和第二探測器元件F由于上述移動(dòng)而在測量方向X上彼此重疊并且垂直于測量方向X地、即在徑向上彼此并排布置，如從圖1和圖3中可以看出的那樣。
[0032]下面現(xiàn)在根據(jù)圖3進(jìn)一步闡述如何能夠通過掃描碼載體I的360°上的兩個(gè)碼道
11、12來可靠地獲得16個(gè)可單義地區(qū)分的碼字Wl至W16、即16個(gè)絕對位置。在此，出發(fā)點(diǎn)是，碼載體I相對于掃描設(shè)備2逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
Wl: 1000 W2: 0000 W3: 0001 W4: 0010 W5: 0100 W6: 1001 W7: 0011 W8: 0110 W9: 1101 HO: 1010 Wll: 0101 W12: 1011 W13: 0111 W14: 1111 W15: 1110 W16: 1100。
[0033]對生成碼字Wl的第一掃描位置進(jìn)行進(jìn)一步闡述。圖3中示出了該瞬時(shí)位置。
[0034]探測器元件E和F由行傳感器形成，所述行傳感器具有布置在測量方向X上的探測器元件El至ElO和Fl至FlO的序列。在該示例中，應(yīng)當(dāng)分別獲得具有4位的碼字W。為此，要求給4個(gè)要掃描的碼元C的每個(gè)部分區(qū)域CA、CB單義地分配至少一個(gè)探測器元件E或F，使得探測器單元3可以從每個(gè)部分區(qū)域CA、CB中導(dǎo)出單義的掃描信號S。所述掃描信號S被輸送給分析單元4，該分析單元4被構(gòu)造為將碼元Cl至C16的兩個(gè)部分區(qū)域CA、CB的兩個(gè)掃描信號 SEl 和 SE3、SE2 和 SE4、SE3 和 SE5、SE4 和 SE6、SE5 和 SE7、SE6 和 SE8、SE7和 SE9、SE8 和 SE10、SF1 與 SF3、SF2 與 SF4、SF3 與 SF5、SF4 與 SF6、SF5 與 SF7、SF6 與 SF8、SF7與SF9以及SF8與SFlO分別彼此相比較，并且通過該比較為每個(gè)碼元Cl至C16生成二進(jìn)制值或位BI至B16形式的碼信息。多個(gè)碼信息BI至B16的序列得出分別定義絕對位置的碼字Wl至W16。在相對于碼載體I將探測器單元3移動(dòng)碼元Cl至C16的寬度或長度的情況下，生成新的碼字Wl至W16，并且在要絕對測量的測量區(qū)域上形成多個(gè)不同的碼字Wl至W16。在該示例中，通過旋轉(zhuǎn)360°形成16個(gè)不同的碼字Wl至W16。分別將從探測器E或F中導(dǎo)出的掃描信號S彼此相比較，所述探測器E或F以與碼元C的部分區(qū)域A、B的寬度相對應(yīng)的相互中心距布置在測量方向X上。
[0035]圖3示出了碼載體I相對于掃描設(shè)備2的瞬時(shí)位置。探測器元件El至ElO以及Fl至FlO分別相繼跟隨地以部分區(qū)域CA、CB的一半寬度的間隔布置。由此保證:在每個(gè)位置將至少一個(gè)探測器元件El至ElO以及Fl至FlO單義地分配給一個(gè)部分區(qū)域CA、CB,并且不掃描兩個(gè)部分區(qū)域CA、CB之間的過渡部分。在所示的位置，部分區(qū)域ClA被探測器元件E2掃描，并且部分區(qū)域ClB被探測器元件E4掃描。探測器元件E2、E4檢測光分布并且根據(jù)光強(qiáng)生成與光強(qiáng)成比例的模擬掃描信號SE2、SE4。由于兩個(gè)部分區(qū)域ClA和ClB被構(gòu)造為彼此互補(bǔ)，因此掃描信號SE2和SE4的強(qiáng)度彼此相反，因此信號電平彼此間隔大。
[0036]該信號間隔現(xiàn)在被用于生成二進(jìn)制信息BI，其方式是檢查碼元Cl的兩個(gè)掃描信號SE2、SE4中的哪個(gè)更大。該檢查可以通過除法或通過減法進(jìn)行。舉例來說，使用減法，為此根據(jù)圖3，觸發(fā)器組件充當(dāng)比較設(shè)備T2。比較設(shè)備T2在SE2小于SE4時(shí)生成BI = O作為碼信息，并且在SE2大于SE4時(shí)生成BI = I作為碼信息。以相同方式，通過掃描碼元C2、C3、C4以及經(jīng)由另外的比較設(shè)備T6、T10、T14將各一個(gè)碼元C2、C3、C4的部分區(qū)域C2A、C2B ;C3A、C3B、C4A、C4B的模擬掃描信號SE6與SE8 ；SF2與SF4 ；SF6與SF8相比較，獲得二進(jìn)制信息形式的碼信息B2、B3和B4。
[0037]因此給被構(gòu)造為彼此互補(bǔ)的部分區(qū)域A、B的第一順序分配第一二進(jìn)制值，并且給被構(gòu)造為彼此互補(bǔ)的部分區(qū)域A、B的第二順序分配第二二進(jìn)制值。在該示例中，給順序“不透明一透明”分配值O，并且給順序“透明一不透明”分配值I。
[0038]由于每個(gè)碼元C1、C2、C3、C4的兩個(gè)部分區(qū)域A和B為彼此互補(bǔ)的，因此掃描信號S的干擾間隔是非常大的。光源211的光強(qiáng)的改變同樣地影響兩個(gè)部分區(qū)域A和B的掃描
信號S。
[0039]由于碼元C1、C2、C3、C4的各兩個(gè)部分區(qū)域A、B的互補(bǔ)構(gòu)造，在位置測量設(shè)備的正確運(yùn)行方式情況下必然通過掃描這些部分區(qū)域A、B分別生成模擬掃描信號S，所述掃描信號S的差超過預(yù)先給定的值。通過觀察該差值，可以進(jìn)行良好的錯(cuò)誤檢驗(yàn)。該錯(cuò)誤檢驗(yàn)的基礎(chǔ)是，可以從以下出發(fā):在差值低了預(yù)先給定的絕對值時(shí)二進(jìn)制信息B1、B2、B3、B4是不可靠的，并且因此關(guān)于所述二進(jìn)制信號B1、B2、B3、B4生成錯(cuò)誤信號。
[0040]掃描信號S中的哪些、以及由此比較設(shè)備Tl至T16中的哪些在碼載體I與掃描設(shè)備2之間的哪些相對位置被用于形成碼字W，可以按照公知方式從增量道13或從碼道11、12的掃描信號S本身中導(dǎo)出。對此例如參閱EP I 468 254 BI。
[0041]下面，現(xiàn)在進(jìn)一步闡述本發(fā)明的另一特別有利的構(gòu)造。
[0042]在根據(jù)EP I 468 254 BI的作為本發(fā)明出發(fā)點(diǎn)的位置測量設(shè)備中可以看出，探測器的輸出信號被分割，使得掃描信號可以分別被輸送給兩個(gè)比較設(shè)備。該原理也在本發(fā)明中被接受。從圖3中可以看出，探測器E3至ES的掃描信號SE3至SE8分別被分割，以便能夠?qū)呙栊盘朣E3至SE8輸送給比較設(shè)備Tl至T8中的各兩個(gè)。由于特別有利的是將電流作為掃描信號S進(jìn)行分析，因此在實(shí)際中，為了分割掃描信號S而分別使用電流鏡(Stromspiegel )。電流鏡從掃描信號中形成該掃描信號的副本。但是電流鏡僅能比較高成本地制造并且在半導(dǎo)體襯底中需要比較多的空間。
[0043]利用根據(jù)本發(fā)明的裝置現(xiàn)在可以減小所需電流鏡的數(shù)目。在此所利用的是，碼元Cl至C16的序列存在于第一碼道11中，以及碼元Cl至C16的相同序列也存在于第二碼道12中。因此可以避免對探測器E9和ElO的掃描信號SE9和SElO的分割。探測器E9現(xiàn)在生成與探測器Fl相同的掃描信號SE9，并且探測器ElO生成與探測器F2相同的掃描信號SElO0通過冗余地、即一方面從第一碼道11并且附加地從第二碼道12生成相同的掃描信號SE9和SFl以及SElO和SF2，借助于電流鏡進(jìn)行的分割變得多余。盡管電流鏡的節(jié)省是通過需要至少一個(gè)附加的探測器換來的，但是這常?？梢院唵魏凸?jié)省空間的方式來實(shí)現(xiàn)。
[0044]因此，根據(jù)本發(fā)明的該特別有利的構(gòu)造方案，可以給第二碼道12中的序列的至少一個(gè)碼元C3分配用于形成冗余掃描信號SF2的探測器F2，給該碼元C3在第一碼道11中也分配用于形成掃描信號SElO的探測器E10。從第一碼道11和第二碼道12中獲得的冗余掃描信號SE10、SF2被輸送給分析單兀4,以便將從第一碼道11中導(dǎo)出的冗余掃描信號SElO與第一碼道11的掃描信號SE8相比較并且將從第二碼道12中導(dǎo)出的冗余掃描信號SF2與第二碼道12的掃描信號SF4相比較。因此，從第一碼道11導(dǎo)出的冗余掃描信號SElO被與第一碼道11的從探測器ES獲得的掃描信號SE8相比較，該探測器ES被布置為錯(cuò)開部分區(qū)域C1A、C16A - C1B.C16B的長度。對于比較設(shè)備T8，掃描信號SE8是時(shí)鐘信號并且掃描信號SElO是推挽信號。從第二碼道12中導(dǎo)出的冗余掃描信號SF2被與第二碼道12的從探測器F4獲得的掃描信號SF4相比較，該探測器F4被布置為錯(cuò)開部分區(qū)域C1A、C16A — C1B、C16B的長度。對于比較設(shè)備T10，對掃描信號SElO冗余的掃描信號SF2現(xiàn)在是時(shí)鐘信號并且掃描信號SF4是推挽信號。
[0045]圖4示出了用于掃描增量道和第二碼道的探測器單元30的另一構(gòu)造。出發(fā)點(diǎn)還是，要掃描的增量道布置在半徑RI上，該半徑RI大于兩個(gè)碼道的半徑RN和RK。將增量道布置在外圓周上所具有的優(yōu)點(diǎn)是，可以將盡可能多數(shù)目的分度周期布置到圓周上。為了生成具有7位的碼字，探測器單元30例如具有探測器E的第一系列以及探測器F的第二系列。探測器E又被分配給碼載體的第一碼道，并且探測器F被分配給碼載體的第二碼道。為了利用均勻的掃描射束A，利用探測器E的第一系列生成比利用探測器F的第二系列更多的位。在該示例中，探測器E用于生成4位并且探測器F用于生成3位。
【權(quán)利要求】
1.位置測量設(shè)備，包括: 一具有碼元(Cl - C16)序列的碼載體(1)，其中每個(gè)碼元(Cl - C16)由兩個(gè)具有彼此互補(bǔ)的特性的部分區(qū)域(C1A，C1B-C16A, C16B)構(gòu)成，所述部分區(qū)域(C1A，C1B-C16A, C16B)相繼跟隨地布置在測量方向X上； 一具有多個(gè)探測器(E1-E10 ;F1-F10)的掃描設(shè)備(2)，所述探測器(E1-E10 ;F1_F10)用于掃描定義各一個(gè)碼字(W1-W16)的碼元(C1-C16)以及形成碼元(C1-C16)的所述部分區(qū)域(CIA, C1B-C16A-C16B)中的各一個(gè)部分區(qū)域內(nèi)的至少一個(gè)掃描信號(SE1-SE10; SF1-SF10); 一分析單元(4)，其被構(gòu)造為從掃描信號(SE1-SE10;SF1-SF10)中為碼元(C1-C16)中的每一個(gè)碼元生成碼信息(B1-B4)并且從碼信息(B1-B4)中形成碼字(W1-W16)， 其特征在于， 設(shè)置第一碼道(11)以及與其平行延伸的第二碼道(12)，并且第一碼道(11)和第二碼道(12)分別具有碼元(C1-C16)的相同序列；以及 定義測量方向X上的絕對位置的碼字(W1-W16)由第一碼道(11)的相繼跟隨的碼元(C1-C16)的N個(gè)碼信息(BI，B2)以及由第二碼道(12)的相繼跟隨的碼元(C1-C16)的K個(gè)碼信息(B3，B4)組成，其中N和K大于I。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置測量設(shè)備，其特征在于，碼元(C1-C16)的兩個(gè)部分區(qū)域(CIA, C1B-C16A, C16B)具有彼此互補(bǔ)的光學(xué)特性，并且碼道(11，12)被共同的掃描射束(A)照射。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的位置測量設(shè)備，其特征在于，第二碼道(12)的碼元(C1，C16)的順序相對于第一碼道 (11)的碼元(C1，C16)的順序在測量方向X上如此移動(dòng)地布置在碼載體(1)處，使得第一碼道(I I)和第二碼道(12)的形成碼字(W1-W16)的碼元(C1-C16)至少部分重疊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的位置測量設(shè)備，其特征在于，所述移動(dòng)為V= N/2+K/2個(gè)碼元(C1-C16)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的位置測量設(shè)備，其特征在于，分析單元(4)包括比較設(shè)備(T1-T16)，其中從探測器(E1-E10 ;F1-F10)給所述比較設(shè)備(T1-T16)各輸送兩個(gè)掃描信號(SE1-SE10 ;SF1-SF10)，所述探測器(E1-E10 ;F1_F10)在測量方向X上具有與兩個(gè)在測量方向X上相繼跟隨地布置的部分區(qū)域(C1A-C16A ；C1B-C16B)相同的間隔，并且比較設(shè)備(T1-T16)分別被構(gòu)造為通過比較所輸送的掃描信號(SE1-SE10;SF1-SF10)來生成碼信息(B1-B4)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的位置測量設(shè)備，其特征在于，給第二碼道(12)中的序列的至少一個(gè)碼元(C3 )分配用于形成冗余掃描信號(SF2 )的探測器(F2 )，給該碼元還在第一碼道(11)中分配用于形成掃描信號(SElO)的探測器(E10)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的位置測量設(shè)備，其特征在于，第一碼道(11)和第二碼道(12)的冗余掃描信號(SE10，SF2)被輸送給分析單元(4)，以便將從第一碼道(11)中導(dǎo)出的冗余掃描信號(SElO)與第一碼道(11)的掃描信號(SE8)相比較并且將從第二碼道(12)中導(dǎo)出的冗余掃描信號(SF2)與第二碼道(12)的掃描信號(SF4)相比較。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的位置測量設(shè)備，其特征在于，探測器(E1-E10；F1-F10)在測量方向X上以與部分區(qū)域(C1A-C16A，C1B-C16B)的一半長度相對應(yīng)的間隔布置。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的位置測量設(shè)備，其特征在于，與所述多個(gè)碼道(11，12)平行地布置增量道(3)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的位置測量設(shè)備，其特征在于，碼道(11，12)圓環(huán)形地布置，并且碼元(C1-C16)的扇形寬度分別等于多個(gè)碼道(11，12)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9和10所述的位置測量設(shè)備，其特征在于，K小于N，并且增量道(13)布置在半徑RI上，第一碼道(11)布置在半徑RN上并且第二碼道(12)布置在半徑RK上，其中 RI>RN>RK。
【文檔編號】G01D5/12GK103487076SQ201310232654
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月13日
【發(fā)明者】J.奧伯豪澤爾, H.托瓦爾 申請人:約翰尼斯海登海恩博士股份有限公司