本發(fā)明涉及精密測量儀器，并且涉及可以用在諸如卡尺等手持式儀器中的絕對位置編碼器標(biāo)尺。

背景技術(shù)：

可得到各種光學(xué)、電容、磁性和電感換能器以及移動或位置換能器。這些換能器在讀數(shù)頭中使用各種幾何構(gòu)造的傳送器和接收器來測量讀數(shù)頭和標(biāo)尺之間的運動。磁性和電感換能器相對強力地抵抗污染，但并非如此完美。

美國專利號6,011,389('389專利)描述了可用在高精度應(yīng)用中的感應(yīng)電流位置換能器，美國專利號5,973,494('494專利)和6,002,250('250專利)描述了增量位置電感卡尺和線性標(biāo)尺，包括信號產(chǎn)生和處理電路，而美國專利號5,886,519('519專利)、5,841,274('274專利)和5,894,678('678專利)描述了使用該感應(yīng)電流換能器的絕對位置電感卡尺和電子卷尺。所有上述全部內(nèi)容借此通過引用并入本文中。如這些專利描述的，該感應(yīng)電流換能器可以使用印刷電路板技術(shù)制造并且較大程度地免疫污染。

上面提到的換能器可以實施為增量位置編碼器或絕對位置編碼器中的任一個。沿著標(biāo)尺從初始點開始，增量位置編碼器通過積累位移的增量單位確定讀數(shù)頭相對于標(biāo)尺的位移。對比之下，在沿著標(biāo)尺的每個位置，絕對位置編碼器提供獨特的輸出信號，或信號的組合。它們不需要連續(xù)功率來恒定地記錄增量位移的積累以便識別位置。由此，絕對位置編碼器允許節(jié)能并且優(yōu)選用于低功率應(yīng)用(例如，手持式卡尺)。

除上述'519、'274和'678專利用于絕對感應(yīng)電流換能器，美國專利號3,882,482、5,965,879、5,279,044、5,237,391、5,442,166、4,964,727、4,414,754、4,109,389、5,773,820和5,010,655公開了與絕對編碼器有關(guān)的各種編碼器構(gòu)造和/或信號處理技術(shù)，并且每個的全部內(nèi)容借此通過引用并入本文中。然而，所公開的系統(tǒng)限制其提供用戶所期望的緊湊大小、高分辨 率、污染成本和魯棒性的組合的能力。提供這樣的改進組合的絕對編碼器的構(gòu)造將是可期望的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明內(nèi)容設(shè)置為以簡化的形式引入一種概念的選擇，其在下文的具體實施方式進一步進行描述。本發(fā)明內(nèi)容并不意在確定所要求保護的主題的重要特征，也不意在用作輔助來確定所要求保護的主題的范圍。

提供了一種位置感測設(shè)備，可用于測量第一構(gòu)件沿著測量軸關(guān)于第二構(gòu)件的位置。所述位置感測設(shè)備包括標(biāo)尺和讀數(shù)頭。所述標(biāo)尺包括第一層和第二層，所述第一層和第二層沿著所述測量軸延伸并且沿著大約與所述標(biāo)尺層呈法向的深度方向堆疊在彼此之上，所述第一層包括形成沿著所述測量軸的第一空間調(diào)制圖案的材料，并且所述第二層包括形成沿著所述測量軸的第二空間調(diào)制圖案的材料，所述第二空間調(diào)制圖案在沿著所述測量軸的絕對范圍上不同于所述第一空間調(diào)制圖案。所述讀數(shù)頭可相對于所述第一層和第二層沿著所述測量軸方向移動，并且包括感測部，所述感測部相對于所述標(biāo)尺沿著所述深度方向布置并且被構(gòu)造成生成可以由所述第一標(biāo)尺層和第二標(biāo)尺層的所述第一空間調(diào)制圖案和第二空間調(diào)制圖案調(diào)制的至少一個標(biāo)尺感測場。所述感測部可以用于提供第一位置信號分量和第二位置信號分量，所述第一位置信號分量和第二位置信號分量基于使用第一電路構(gòu)造和第二電路構(gòu)造來提供用于所述至少一個標(biāo)尺感測場的第一較小信號感測深度和第二較大信號感測深度。所述標(biāo)尺和讀數(shù)頭具有一構(gòu)造，其中：所述第一層沿著所述深度方向比所述第二層更靠近所述讀數(shù)頭，并且所述第一層的第一空間調(diào)制圖案提供使用所述第一電路構(gòu)造感測的主導(dǎo)的第一位置信號分量；并且所述第二層的第二空間調(diào)制圖案提供使用所述第二電路構(gòu)造感測的顯著的第二位置信號分量，并且當(dāng)使用所述第一電路構(gòu)造時提供較不顯著的第二位置信號分量。在一些實施例中，當(dāng)使用所述第一電路構(gòu)造時，所述第二層的空間調(diào)制圖案提供微不足道的第二位置信號分量。在各種實施例中，所述至少一個標(biāo)尺感測場是變化場，并且所述第一電路構(gòu)造對應(yīng)于標(biāo)尺感測場的較高時間頻率或頻率范圍，并且所述第二電路構(gòu)造對應(yīng)于標(biāo)尺感測場的較低時間頻率或頻率范圍。所述第一電路構(gòu)造和第二電路構(gòu)造的各種替代例公開在下文，并且可以分開和/或組合使 用。標(biāo)尺層圖案和/或厚度的各種替代例公開在本文中，并且可以分開和/或組合使用，利用趨膚深度效應(yīng)(skin depth effects)分離使用所述第一電路構(gòu)造和第二電路構(gòu)造從不同標(biāo)尺層得到的信號。在各種實施例中，所述空間調(diào)制圖案的空間調(diào)制可以包括厚度、和/或?qū)挾?、?或材料調(diào)制變化。

將要了解的是，本文中公開的構(gòu)造具有優(yōu)于現(xiàn)有系統(tǒng)的優(yōu)點。特別地，可以使用窄標(biāo)尺提供強大的絕對位置感測設(shè)備，在于部分由于使用了用于標(biāo)尺信號層的公開的堆疊構(gòu)造，得以根據(jù)期望避免共線性并排標(biāo)尺軌道。

附圖說明

圖1是包括標(biāo)尺的手工具類型卡尺的分解等距視圖。

圖2是圖1一部分標(biāo)尺的等距視圖，圖示了在堆疊構(gòu)造中由絕緣層分離的第一信號層和第二信號層。

圖3是標(biāo)尺部的側(cè)視圖，圖示了關(guān)于讀數(shù)頭感測部的操作。

圖4是用于感測相對于標(biāo)尺部位置的讀數(shù)頭感測部的等距視圖。

圖5A和5B是圖示讀數(shù)頭感測部可替代實施例的各種操作原理的示意圖。

圖6A-6G是標(biāo)尺部和相應(yīng)位置信號分量的可替代實施例的視圖。

圖7是根據(jù)本文中公開的原理圖示用于操作位置感測設(shè)備的流程的一個示例性實施例的流程圖，位置感測設(shè)備包括在堆疊構(gòu)造中具有各層的標(biāo)尺部。

具體實施方式

貫穿該公開的附圖，應(yīng)該認(rèn)識到，一個或多個標(biāo)尺特征的z軸尺寸可能出于清晰起見被夸大。附圖可以一般被視為部分是代表性的，部分是示意性的?；谠摴_將理解的是，由本文中公開的各種標(biāo)尺層結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的信號分離和/或信號絕緣一般可以取決于趨膚深度效應(yīng)。趨膚深度效應(yīng)又取決于標(biāo)尺層材料和讀數(shù)頭操作頻率兩者。舉例來說，但不是限制的方式，在各種實施例中，各種層可以具有一部分趨膚深度或多個趨膚深度量級的厚度(z軸尺寸)。針對實際材料和操作頻率，趨膚深度可以是微米至若干毫米的量級。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以確定實際設(shè)備的實際z尺寸，基于通 過已知的分析和/或測試方法補充的本文中公開的各種操作原理和教導(dǎo)。

圖1是手工具類型卡尺100的分解等距視圖，包括：標(biāo)尺構(gòu)件102，具有包括標(biāo)尺170的大致矩形橫截面的卡柱；和滑動器組件120。如關(guān)于圖2進一步描述的，標(biāo)尺170可以包括沿著測量軸方向MA(X軸)延伸的并且沿著大約與標(biāo)尺層呈法向的深度方向(Z方向)堆疊在彼此之上的各層(例如，信號調(diào)制和絕緣層)。已知類型的覆蓋層172(例如，100μm厚)可以覆蓋標(biāo)尺170。在標(biāo)尺構(gòu)件102第一端附近的鉗108和110以及在滑動器組件120上的可移動鉗116和118用于以已知的方式測量物體的尺寸。滑動器組件120可以可選地包括深度桿126，由端止動件154約束在標(biāo)尺構(gòu)件102下方的深度桿溝槽152中。深度桿接合端128可以延伸到孔中，以測量其深度?；瑒悠鹘M件120的蓋139可以包括打開/關(guān)閉開關(guān)134和調(diào)零開關(guān)136以及測量顯示器138。滑動器組件120的基部140包括接觸標(biāo)尺構(gòu)件102側(cè)緣146的引導(dǎo)邊緣142，并且螺釘147將彈性壓力桿148偏置在標(biāo)尺構(gòu)件102的配合邊緣上，以確保測量的適當(dāng)對準(zhǔn)，并用于相對于標(biāo)尺170移動讀數(shù)頭部164。

安裝在基部140上的摘除組件160保持讀數(shù)頭部164，在該實施例中，讀數(shù)頭部164包括基板162(例如，印刷電路板)，基板162承載著相對于標(biāo)尺170沿著深度方向布置的感測部167(例如，場發(fā)生和感測繞組構(gòu)造)，以及信號處理和控制電路166。彈性密封件163可以壓縮在蓋139和基板162之間，以從電路和連接排除污染。感測部167可以由絕緣涂層覆蓋。

在一個具體說明性示例中，感測部167可以布置成與標(biāo)尺170平行且面向標(biāo)尺170，標(biāo)尺170由沿著深度(Z)方向在0.5mm量級的間隙分開。一起地，讀數(shù)頭部164和標(biāo)尺170可以形成換能器(例如，如將在下面關(guān)于圖2更詳細(xì)地描述的，通過產(chǎn)生變化磁場操作的渦流換能器)。

圖2是圖1標(biāo)尺170一個實施例的一部分的等距視圖，圖示沿著深度(Z)方向“堆疊”在(例如，對準(zhǔn)且相鄰)彼此之上的信號層SIGL1和SIGL2。在一些執(zhí)行方案中，如下面描述的，該實施例可以解釋為包括介于信號層SIGL1和SIGL2之間的可選的絕緣層ISOL?？商娲?，絕緣層可以在一些實施例中略去并且標(biāo)尺的總體厚度減少，或者在其它實施例中層ISOL中示出的材料可以歸于層SIGL1和/或?qū)覵IGL2，并且其估算厚度尺寸Tiso、T1和T2相應(yīng)地調(diào)整(例如，針對這樣的實施例，包括指定Tiso為 零厚度，使得層ISOL代表為“缺乏”)。關(guān)于以下描述，層SIGL1、ISOL和SIGL2將理解成包括所描述特征的概念層。在各種執(zhí)行方案中，各層可以分開制造但實際上“被堆疊”，或者可以制造為單件，在這種情況下，它們是其布置對應(yīng)于“堆疊”的概念層，等等。

第一信號層SIGL1包括沿著測量軸形成第一空間調(diào)制圖案的材料，其被稱為PAT1。從概念上講，PAT1可以描述為沿著測量軸方向MA與多個第二標(biāo)尺元件區(qū)SZ1-SZ6交錯的多個第一標(biāo)尺元件區(qū)FZ1-FZ7，根據(jù)波長P周期性地布置。在一個實施例中，每個標(biāo)尺元件區(qū)具有1/2波長P的X尺寸。在其它實施例中，第一標(biāo)尺元件區(qū)和第二標(biāo)尺元件區(qū)的面積和寬度可以不同。PAT1可以最好描述為沿著深度(Z)方向包括材料厚度調(diào)制，或者可替代地，可以描述為沿著橫向于深度方向和測量軸的方向(Y)包括材料寬度調(diào)制(例如，在該實施例中，設(shè)置了零寬度板消除特征)。

在圖2的示例中，每個第一標(biāo)尺元件區(qū)FZ1-FZ7包括導(dǎo)電板特征P1-P7(在各種實施例中，其可以操作成承載渦流)。每個第二標(biāo)尺元件區(qū)SZ1-SZ6包括“板消除”特征，包括各自無效或凹進面積R1-R6，和/或填充每個第二標(biāo)尺元件區(qū)SZ1-SZ6的不導(dǎo)電材料(在各種實施例中，其可以操作以承載較少的渦流或不承載渦流)?？商娲?，“板消除”特征可以包括導(dǎo)電材料，假設(shè)它與板特征相比具有不同的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率。類似的標(biāo)尺操作原理更詳細(xì)地描述在2014年6月12日提交的標(biāo)題為“Absolute Position Encoder Scale Having Plates Alternating With Varying Recesses”('266申請)的共同未決的和共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請序列號14/303,266中，其全部內(nèi)容通過引用借此并入。

通過模擬第一信號層，可以理解第二信號層SIGL2。它包括沿著測量軸形成第二空間調(diào)制圖案PAT2的材料，第二空間調(diào)制圖案PAT2在沿著測量軸的絕對范圍上不同于第一空間調(diào)制圖案PAT1。在該實施例中，多個標(biāo)尺元件區(qū)FZ1'-FZ6'承載板特征PX'(X＝1-6)，與承載板消除特征RX'(X＝1-6)的多個標(biāo)尺元件區(qū)SZ1'-SZ5'交錯，均根據(jù)波長P'沿著測量軸周期性地布置。關(guān)于上文引用的絕對范圍，在該情況下可以設(shè)置大約(P*P')/|P'-P|的絕對范圍，因為PAT2可以操作成提供空間周期性的第二位置信號分量(具有周期或波長P')，第二位置信號分量在沿著絕對范圍的相應(yīng)位置相對于空間周期性的第一位置信號分量提供多個獨特的相位關(guān)系值，其中PAT1操作成提 供空間周期性的第一位置信號分量(具有周期或波長P)。獨特的相位關(guān)系值允許從PAT1構(gòu)造所得到的周期信號的各自周期彼此區(qū)分，以獨特地指示沿著絕對信號范圍的各自位置，并且根據(jù)已知方法(例如，包括正弦正交信號插值方法)進一步插值于各自信號周期內(nèi)，以提供高分辨率絕對位置測量結(jié)果。

更一般地，在可替代的執(zhí)行方案(例如，如關(guān)于圖6C、6D、6G描述的)中，第二層的第二空間調(diào)制圖案可以構(gòu)造成包括提供第二位置信號分量的變量(例如，線性或非線性變量)，其包括在沿著絕對范圍的相應(yīng)位置相對于第一位置信號分量提供多個獨特值(例如，獨特的信號振幅或獨特的第二位置信號關(guān)系值)的信號特性。

在各種執(zhí)行方案中，標(biāo)尺170可以由導(dǎo)電散料(例如，鋁、鋼、銅，等等)形成，使得各層從概念上講“被堆疊”，或者第一信號層和第二信號層SIGL1和SIGL2(以及層ISOL)可以利用類似或不同的工藝分開制造(例如，印刷電路板中的圖案層)，然后層壓在一起，等。

圖3是圖2標(biāo)尺170的一個實施例的一部分的示意性側(cè)視圖，圖示了關(guān)于包括在感測部167一個實施例中的示意性圖示的感測部SN1-SN3的操作和特征。在各種執(zhí)行方案中，感測部SN1-SN3或“SNX”(X＝1-3)可以分別包括單個感測部SNX'(X＝1-3)，或者可以分別包括差異對感測部SNX'/SNX-D(X＝1-3)，(例如，在下文參考圖4提出)。在任何情況下，感測部提供對應(yīng)于其構(gòu)造的示意性代表的輸出信號SENX(X＝1-3)。

在操作中，一般而言，信號處理和控制電路166以及感測部167被構(gòu)造成生成至少一個標(biāo)尺感測場，其可以由第一層和第二層的第一空間調(diào)制圖案和第二空間調(diào)制圖案調(diào)制，并且基于使用第一電路構(gòu)造和第二電路構(gòu)造(例如，包括在信號處理和控制電路166中的第一和第二電路和/或操作構(gòu)造和/或信號處理流程)來提供第一位置信號分量和第二位置信號分量，以提供用于至少一個標(biāo)尺感測場的第一較小信號感測深度和第二較小信號感測深度。

在圖3中，場FIELDC1或FIELDC1'示意性地代表提供第一較小信號感測深度的場或場分量。因為第一層SIGL1沿著深度方向比第二層SIGL2更靠近讀數(shù)頭和/或感測部167，第一層SIGL1的第一空間調(diào)制圖案PAT1將提供主導(dǎo)的第一位置信號分量，使用對應(yīng)于場FIELDC1或FIELDC1'的 第一電路構(gòu)造感測到主導(dǎo)的第一位置信號分量。第二層SIGL2可以設(shè)計成部分地或完全超出場FIELDC1或FIELDC1'的感測范圍，使得它可以在信號中提供使用第一電路構(gòu)造感測到的較不顯著或微不足道的第二位置信號分量。場FIELDC2示意性地代表提供使用第二電路構(gòu)造設(shè)置的第二較小信號感測深度的場或場分量，并且包括至少一部分第二層SIGL2。在該情況下，第二層SIGL2的第二空間調(diào)制圖案PAT2提供使用第二電路構(gòu)造感測到的顯著的第二位置信號分量。

在各種執(zhí)行方案中，第一電路構(gòu)造可以設(shè)計成使得場或場分量FIELDC1或FIELDC1'未到達越過第一層SIGL1的深度，或者至多不越過絕緣層ISOL。在這樣的情況下，第一空間調(diào)制圖案PAT1的信號影響被使用第一電路構(gòu)造感測到的第一位置信號分量準(zhǔn)確地指示，并且讀數(shù)頭位置可以相對于PAT1相對準(zhǔn)確地指示(至少在PAT1的局部周期內(nèi))。此外，如上面提到的，PAT1的信號貢獻使用第一電路構(gòu)造在讀數(shù)頭的任何特定位置相對于標(biāo)尺準(zhǔn)確地隔離。結(jié)果，這提供了信息：允許信號處理和控制電路166預(yù)測和/或補償PAT1信號貢獻至使用第二較小信號感測深度確定的信號，其使用第二電路構(gòu)造設(shè)置(例如，基于之前分析和/或校準(zhǔn))。所以，信號處理和控制電路166可以基本隔離由于第二空間調(diào)制圖案PAT2產(chǎn)生的期望的第二位置信號分量，使得讀數(shù)頭位置可以相對于PAT2相對準(zhǔn)確地指示，和/或相對于第一位置信號分量提供多個獨特值的第二位置信號分量的信號特性或關(guān)系可以沿著絕對范圍準(zhǔn)確地確定。

在可替代的執(zhí)行方案中，替代或除了上面提到的預(yù)測和補償，絕緣層ISOL可以形成有第三空間調(diào)制(圖2或3未示出)，當(dāng)使用場FIELDC2和第二電路構(gòu)造時，其意在抵消第一信號層SIGL1第一空間調(diào)制的影響。如下面關(guān)于圖6F描述的，例如它可以包括互補圖案特征(例如，具有與PAT1相反的空間相)。

在各種實施例中，上面提到的影響和操作可以通過下面提出的各種構(gòu)造實現(xiàn)。讀數(shù)頭可以構(gòu)造成至少提供標(biāo)尺感測場，標(biāo)尺感測場是變化場，并且第一電路構(gòu)造對應(yīng)于標(biāo)尺感測場的較高時間頻率或頻率范圍，第二電路構(gòu)造對應(yīng)于標(biāo)尺感測場的較低時間頻率或頻率范圍。在各種執(zhí)行方案中，第一電路構(gòu)造和第二電路構(gòu)造可以根據(jù)a)或b)之一的至少一個操作，包括：a)第一電路構(gòu)造在第一時間以較高時間頻率或頻率范圍提供第一標(biāo)尺 感測場，第二電路構(gòu)造在第二時間以較低時間頻率或頻率范圍提供第二標(biāo)尺感測場，并且讀數(shù)頭在第一時間感測第一位置信號分量且在第二時間感測第二位置信號分量，或者b)第一電路構(gòu)造使用對應(yīng)于較高時間頻率或頻率范圍的高限或濾波頻率范圍感測至少一個標(biāo)尺感測場的調(diào)制，并且第二電路構(gòu)造使用對應(yīng)于較低時間頻率或頻率范圍的低限或濾波頻率范圍感測至少一個標(biāo)尺感測場的調(diào)制。在某種意義上，上面提到的操作“a”對應(yīng)于在“輸入”或“傳輸”標(biāo)尺感測場期間限制或過濾包括在標(biāo)尺感測場中的頻率，而上面提到的操作“b”對應(yīng)于在“輸出”或“接收”標(biāo)尺感測場期間限制過濾在標(biāo)尺感測場中感測的頻率。實施這樣的限制或過濾的方法是已知的，并且被充分分開，或者可以在一些實施例中組合使用。在一些實施例中，第一電路構(gòu)造和第二電路構(gòu)造根據(jù)b)操作，并且讀數(shù)頭被構(gòu)造成產(chǎn)生變化的標(biāo)尺感測場，其同時包括較高和較低的時間頻率或頻率范圍兩者。

將要理解的是，趨膚深度效應(yīng)可以利用并用在根據(jù)本文中公開的原理進行操作的設(shè)計中。趨膚深度δ可以近似為

$\mathrm{\δ}={\left(\frac{2\mathrm{\ρ}}{2\mathrm{\πf}*{\mathrm{\μ}}_r*{\mathrm{\μ}}_0}\right)}^{1/2}$

其中，ρ＝材料的電阻率，f＝操作頻率(例如，上面提到的時間頻率或頻率)，μ_r＝材料的相對磁導(dǎo)率，并且μ₀＝自由空間滲透性。

由此，在各種執(zhí)行方案中，第一電路構(gòu)造可以實施成使得場或場分量FIELDC1在越過第一層SIGL1的深度不顯著。在一個這樣的實施例中，第一層具有沿著深度方向的厚度T1，是第一趨膚深度的至少一倍，或兩倍及以上，其中此第一趨膚深度基于形成第一空間調(diào)制圖案PAT1的材料和對應(yīng)于第一電路構(gòu)造的較高時間頻率或頻率范圍而確定。當(dāng)使用第一電路構(gòu)造時，隔離層ISOL可以(根據(jù)期望)用于提供空白來屏蔽掉第二信號層SIGL2的PAT2的信號調(diào)制影響。在一個這樣的實施例中，隔離層是形成均勻?qū)拥牟牧?，并且第一層T1的厚度沿著深度方向加上隔離層Tiso的厚度是第一趨膚深度的至少一倍，或兩倍，或更多，其中此第一趨膚深度基于形成均勻?qū)拥牟牧虾蛯?yīng)于第一電路構(gòu)造的較高時間頻率或頻率范圍而確定。

當(dāng)然，根據(jù)上面提到的原理，第二電路構(gòu)造必須實施成使得場或場分 量FIELDC2在超出第一層SIGL1和/或絕緣層ISOL的深度是顯著的，并且至少包括第二層SIGL2的空間調(diào)制部分。在這樣的情況下，第一層SIGL1和/或絕緣層ISOL可不超過與第二電路構(gòu)造關(guān)聯(lián)的趨膚深度。在一個這樣的實施例中，第一層具有沿著深度方向的厚度T1，其至多是第二趨膚深度的0.5倍，或0.3倍，或更少，其中此第二趨膚深度基于形成第一空間調(diào)制圖案PAT1的材料和對應(yīng)于第二電路構(gòu)造的較低時間頻率或頻率范圍而確定。在一個這樣的實施例中，如果使用隔離層ISOL，則第一層T1的厚度沿著深度方向加上隔離層Tiso的厚度至多是第二趨膚深度的0.5倍，或0.3倍，或更少。在一些實施例中，形成第二層第二空間調(diào)制圖案的材料沿著深度方向的厚度T2是沿著形成第一層第一空間調(diào)制圖案的材料的深度方向的厚度T1的至少兩倍，或三倍或以上，相對于第二空間調(diào)制圖案的影響，使得第一空間調(diào)制圖案對使用第二電路構(gòu)造獲得的信號的影響減少。

在各種執(zhí)行方案中，層SIGL1、ISOL和SIGL2的材料可以是導(dǎo)電和/或高磁導(dǎo)率材料。在各種執(zhí)行方案中，讀數(shù)頭164可以感測由于空間調(diào)制圖案產(chǎn)生的電感和/或阻抗變化導(dǎo)致的信號變化。在某些執(zhí)行方案中，如果標(biāo)尺材料是導(dǎo)電的具有低磁導(dǎo)率，則渦流可以主要負(fù)責(zé)信號改變，而如果標(biāo)尺材料具有高磁導(dǎo)率，則磁路影響可以主要負(fù)責(zé)信號改變。

將要了解的是，具有沿著Z方向?qū)?zhǔn)或堆疊的各層的標(biāo)尺有利之處在于，與可比較的并排標(biāo)尺軌道相比，可以實現(xiàn)窄標(biāo)尺。另外，可以得到不同制造選擇。

在各種實施例中，根據(jù)基于本文中公開的原理將是顯而易見的各種期望的信號處理方案，在測量周期的不同時間，一個或所有各種感測部SNX可以使用上面提到的第一和/或第二電路構(gòu)造提供信號。在圖3示出的實施例中，感測部SN1和SN2沿著測量軸具有間距D1＝5/4P)，并且可以使用第一電路構(gòu)造操作以提供對應(yīng)于第一信號層SIGL1波長P的正交信號SEN1和SEN2，這可以根據(jù)已知方法處理以確定讀數(shù)頭相對于第一信號層SIGL1特征或周期的位移和/或位置。類似地，感測部SN2和SN3具有間距D2＝5/4P')，并且可以使用第二電路構(gòu)造和上面提到的相關(guān)信號處理操作以提供對應(yīng)于第二信號層SIGL2波長P'的正交信號SEN2和SEN3，這可以根據(jù)已知方法處理以確定讀數(shù)頭相對于第二信號層SIGL2特征或周期的位移和/或位置。如之前提出的，使用第一電路構(gòu)造和第二電路構(gòu)造確定的信號 之間的相位差可以呈現(xiàn)出這樣的相位差：可以被信號處理而提供在大約(P*P')/|P'-P|的絕對范圍上的絕對位置測量結(jié)果。

圖4是示出感測部SNX一個實施例的等距和部分示意圖，可用作圖3示出的一個或多個感測部SNX(X＝1-3)，或者另外在各種實施例中在該公開的范圍內(nèi)。出于清晰起見，僅單個差異感測部SNX圖示在圖4中。感測部SNX包括連接到由信號處理和控制電路166和地面終端GND控制的驅(qū)動終端DRV的場勵磁繞組430A和430B(具有相反的場極性)，以及第一信號繞組和第二信號繞組410A和410B(一起為410)，其分別連接到地面終端并且輸出通過終端SL1和SL2連接到信號處理和控制電路166的位置信號分量SENX'和SENX-D'。在一個執(zhí)行方案中，各種繞組可以制造于印刷電路板(例如，圖1的印刷電路板162)的一個或多個金屬層中。在各種執(zhí)行方案中，標(biāo)尺部170的寬度(Y尺寸)可以大于感測部SNX的寬度，以減少Y方向錯位的靈敏度。每個標(biāo)尺元件(例如，PX和/或RX)的長度(X尺寸)可以大約與410A(或410B)相同(例如，感測部SNX總組合長度的一半，以最大化所得到的信號(例如，由位置信號分量SENX'和SENX-D之間的差確定)。

感測部SNX和標(biāo)尺部170的電連接和操作的一個實施例示意性地示出在圖5A中，并在下面參考圖4和5A提出。

當(dāng)使用第一電路構(gòu)造(例如，使用第一或較高驅(qū)動和/或信號濾波頻率)操作時，并且當(dāng)感測部SNX移動使得第一信號層SIGL1的凹進面積R1-R3之一在信號繞組410A(可替代地，410B)下方主要居中時，由于導(dǎo)電和/或?qū)Т挪牧系娜鄙倩蚱h(yuǎn)，勵磁繞組430A(可替代地，430B)和信號繞組410A(可替代地，410B)之間的耦合可以程度較輕地受到影響，并且位置信號分量SENX'(可替代地，SENX'-D)將具有相應(yīng)的第一極性值。相反地，當(dāng)感測部移動使得第一信號層SIGL1的板面積P1-P3之一在信號繞組410A(可替代地，410B)下方主要居中時，由于導(dǎo)電和/或?qū)Т挪牧系挠H近性，勵磁繞組430A(可替代地，430B)和信號繞組410A(可替代地，410B)之間的耦合可以更大程度地受到影響(例如，任一因磁導(dǎo)率提高或者由于渦流影響而減少)，并且位置信號分量SENX'(可替代地SENX-D)將具有相應(yīng)的第二極性值。相應(yīng)地，位置信號分量SENX'和SENX-D之間的差可以用以確定標(biāo)尺部170第一信號層SIGL1圖案相對于感測部SNX(至少一個波長內(nèi))的位置。通過消除某些共模誤差，差分信號可以提供改進的線性度和魯 棒性。如之前提出的，當(dāng)使用第二電路構(gòu)造(例如，使用第二或較低驅(qū)動和/或信號濾波頻率)操作時，與感測部SNX關(guān)聯(lián)的場可以滲透到第二信號層SIGL2，并且提供可以用以確定標(biāo)尺部170第二信號層SIGL2圖案相對于感測部SNX(至少在一個波長內(nèi))的位置的信號分量。

在各種執(zhí)行方案中，勵磁繞組430可以被(例如，節(jié)點N3處的勵磁信號DRV)驅(qū)動，具有選定的波形圖案(例如，正弦、具有脈沖固有電路的準(zhǔn)正弦、或“方波”脈沖，等等)。與圖4和圖5A示出的感測部和連接結(jié)合使用第一電路構(gòu)造和第二電路構(gòu)造的各種原理(可以包括各自信號處理電路和/或流程)被公開在本文中，并且可以由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員基于該公開而實施。

雖然圖4和5A所示的執(zhí)行方案示出了提供分離信號的第一信號繞組和第二信號繞組410A和410B，但應(yīng)該認(rèn)識到，在可替代的執(zhí)行方案中，它們可以連接到具有單個輸出的單個線圈中，或者它們可以沿著X方向以適合的間距復(fù)制，以提供附加信號，等。此外，在其它實施例中，可以使用其它感測元件(例如，霍爾傳感器)來代替繞組410。由此，圖示的實施例僅是示例性的，并且不是限制性的。

圖5B是圖示感測部SNX'和標(biāo)尺部170的電連接和操作的一個實施例的示意圖，其中讀數(shù)頭164'的電路構(gòu)造用于允許單個繞組或感測部執(zhí)行勵磁部和信號部兩者的功能。在各種執(zhí)行方案中，讀數(shù)頭可以包括一個或多個這樣的電路和感測部。出于簡化本說明和解釋的目的，僅示出接近感測部SNX'的單個標(biāo)尺元件PX(或者可替代地是RX，或是對應(yīng)于PX'或RX'的信號產(chǎn)生特征)。如圖5B示出的，例如2006年加拿大魁北克城Advances in Signal Processing for Non Destructive Evaluation of Materials的J.Lefebvre、C.Mandache和J.Letarte的“Pulsed eddy current empirical modeling”中更詳細(xì)地描述的，感測部SNX'和目標(biāo)標(biāo)尺元件“PX”可建模為簡單的兩部分電路。如其中描述的，影響渦流傳感器阻抗的一些關(guān)鍵變量是：傳感器線圈(例如，SNX')的物理尺寸和組成；傳感器的驅(qū)動頻率；目標(biāo)標(biāo)尺元件PX的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率；目標(biāo)標(biāo)尺元件PX的不規(guī)則性；以及傳感器到目標(biāo)標(biāo)尺元件PX的間隙和取向。

如圖5B示出的，在左側(cè)包括讀數(shù)頭164'電路感測部SNX'的圖示電路充當(dāng)勵磁部和信號部兩者，并且具有相等的電感L_S、阻力R_S，并且由電壓 源V(t)驅(qū)動。右側(cè)的標(biāo)尺元件“PX”由其有效電感L_t和阻力R_t代表，并且形成與感測部SNX'的互感M。標(biāo)尺元件“PX”的這些有效阻抗值取決于σ、μ、ω和系統(tǒng)幾何結(jié)構(gòu)。兩個電路的耦合取決于傳感器到目標(biāo)親近性(例如，“PX”相對于讀數(shù)頭164'沿著X方向的間隙和位置)，并且反映在互感中。k的值是0≤k≤1并且隨著間隙的降低而增加。感測部SNX'由于與標(biāo)尺元件“PX”取決于位置的聯(lián)接的信號和/或復(fù)雜阻抗的改變可以提供可以用以確定感測部SNX'相對于標(biāo)尺元件“PX”和相應(yīng)標(biāo)尺部170的位置的相應(yīng)位置信號分量。

圖6A-6G是標(biāo)尺670A-670G和/或其組成層空間調(diào)制圖案、代表性感測部167以及說明性相應(yīng)信號分量的各種實施例各部的部分示意性視圖。其中出于清晰起見，間隙示出在各層之間，將要理解的是，各層可以彼此抵接沒有任何間隙。在圖6A中，圖示了標(biāo)尺部670A的側(cè)視橫截面視圖(沿著Y方向觀看)。標(biāo)尺部670A類似于圖2-4的標(biāo)尺部170，并且其結(jié)構(gòu)和操作可以基于之前的描述理解。第一信號層和第二信號層SIGL1A和SIGL2A由絕緣層ISOLA(例如，作用為各層之間的屏蔽)分開。與形成包括(如將在下面關(guān)于圖6B和6F更詳細(xì)地描述的)第三空間調(diào)制圖案的絕緣層的成形材料或圖案化材料比較，絕緣層ISOLA一般是形成矩形和/或均勻?qū)拥牟牧?，具有一致的寬度和厚度。關(guān)于位置信號分量680A，當(dāng)感測部167由第一電路構(gòu)造(例如由“第一電路構(gòu)造”標(biāo)記指示)操作時，對應(yīng)于第一標(biāo)尺圖案PAT1A的第一位置信號分量S_SIGL1A可以由各自感測部167及其相應(yīng)的空間相或偏移(例如提供正交信號)提供。當(dāng)感測部167由第二電路構(gòu)造(例如由“第二電路構(gòu)造”標(biāo)記指示)操作時，對應(yīng)于第二標(biāo)尺圖案PAT2A的第二位置信號分量S_SIGL2B可以由各自感測部167及其相應(yīng)的空間相或偏移提供。如之前公開的，第二位置信號分量S_SIGL2A可能需要信號處理，當(dāng)使用第二電路構(gòu)造時隔離它們受到第一標(biāo)尺圖案PAT1A的影響。信號分量示出空間周期性的變量(例如，由與第一標(biāo)尺圖案和第二標(biāo)尺圖案PAT1A和PAT2A的凹進面積交錯的導(dǎo)電板面積產(chǎn)生)。更具體地，在各種執(zhí)行方案中，每個位置信號分量S_SIGL1A和S_SIGL2A可以代表讀數(shù)頭164信號處理和控制部的輸出。各種特性和信號及相關(guān)絕對位置的確定之前已經(jīng)描述。

在圖6B中，標(biāo)尺部670B的側(cè)視橫截面視圖類似于標(biāo)尺部670A，并且其結(jié)構(gòu)和操作可以基于之前的描述理解，除關(guān)于絕緣層ISOLB及其信號 影響之外。如圖6B底部層的平面圖示出的，絕緣層ISOLB一般是形成具有漸縮寬度和恒定厚度的第三空間調(diào)制圖案的材料。當(dāng)感測部167由第一電路構(gòu)造(例如，由“第一電路構(gòu)造”標(biāo)記指示)操作時，對應(yīng)于第一標(biāo)尺圖案PAT1B的第一位置信號分量S_SIGL1B可以由各自感測部167及其相應(yīng)的空間相或偏移(例如，提供正交信號)提供。當(dāng)感測部167由第二電路構(gòu)造(例如，由“第二電路構(gòu)造”標(biāo)記指示)操作時，絕緣層圖案PAT3B和圖案PAT2B均可以提供信號影響，并且相應(yīng)的第二位置信號分量S_SIGL2B可以由各自感測部167及其相應(yīng)的空間相或偏移提供。即，隔離層的第三空間調(diào)制圖案被構(gòu)造成與第二層的第二空間調(diào)制圖案組合工作，以提供使用第二電路構(gòu)造感測到的第二位置信號分量中的第二空間調(diào)制圖案和第三空間調(diào)制圖案的組合調(diào)制影響。由此，位置信號分量680B圖示對應(yīng)于第一信號層SIGL1B第一標(biāo)尺圖案PAT1B的第一位置信號分量S_SIGL1B，以及對應(yīng)于第二信號層SIGL2B第二標(biāo)尺圖案PAT2B的第二位置信號分量S_SIGL2B，包括對應(yīng)于絕緣層ISOLB第三標(biāo)尺圖案PAT3B影響的第三位置信號影響E_ISOLB影響。通過解釋的方式，在位置信號分量680B的更左邊，由于在第二信號層SIGL2B位置提供顯著量“屏蔽”和/或信號影響的第三標(biāo)尺圖案PAT3B較寬端的影響，第二位置信號分量S_SIGL2B的正弦變化示出為具有低對比度/信號振幅和較高“DC”水平。在位置信號分量680B的更右邊，由于在第二信號層SIGL2B位置提供較少量“屏蔽”和/或信號影響的第三標(biāo)尺圖案PAT3B窄端的影響，第二位置信號分量S_SIGL2B的正弦變化示出為具有高對比度/信號振幅和較低“DC”水平。應(yīng)該認(rèn)識到，信號影響E_ISOLB示出的目的是為了解釋，不必被隔離為信號。此外，如之前公開的，第二位置信號分量S_SIGL2B可能需要信號處理，以隔離它受到第一標(biāo)尺圖案PAT1A的影響并且提供類似于使用第二電路構(gòu)造時示出的位置信號。

在一個執(zhí)行方案中，在各位置由絕緣層ISOLB第三標(biāo)尺圖案PAT3B造成的信號分量S_SIGL2B的信號差異可以進行分析，以指示用于標(biāo)尺部670B的粗糙的絕對范圍，而信號分量S_SIGL1B和S_SIGL2B之間的長波長差頻可以用以指示中間的絕對范圍(例如，精確識別特定波長P)，并且第一位置信號分量S_SIGL1B可以用以以高分辨率精確度指示特定波長內(nèi)的增量位置。在各種執(zhí)行方案中，第三標(biāo)尺圖案PAT3B可以形成為成形導(dǎo)體，例如，形成在印刷電路板上，或者在材料片中印制或蝕刻或形成為較大厚度的凸起部， 等。

在圖6F中，標(biāo)尺部670F的側(cè)視橫截面視圖模擬標(biāo)尺部670B，并且其結(jié)構(gòu)和操作可以基于之前的描述理解，除關(guān)于絕緣層ISOLF及其信號影響的設(shè)計之外。特別地，標(biāo)尺部670F提供實施例的一個示例，其中隔離層的第三空間調(diào)制圖案相對于第一層的第一空間調(diào)制圖案進行構(gòu)造，以當(dāng)使用第二電路構(gòu)造時至少部分地抵消第一空間調(diào)制圖案的調(diào)制影響，由此當(dāng)使用第二電路構(gòu)造時至少部分地抵消第一位置信號分量。在該特定實施例中，絕緣層ISOLF一般是形成第三空間調(diào)制圖案的材料，其中第一空間調(diào)制圖案和第三空間調(diào)制圖案互補，使得沿著材料深度方向形成第一空間調(diào)制圖案和第三空間調(diào)制圖案的組合厚度在讀數(shù)頭和第二層之間額定恒定。在一些實施例中，第一層和第三層由相同材料形成。在各種實施例中，第一層和第三層的互補圖案可以是“寬度互補的”，使得第三層圖案能夠可視化如同第一層圖案的照相底片。在本實施例中，圖案是“厚度互補的”。即，如側(cè)橫截面視圖圖示的，第一空間調(diào)制圖案是周期性的并具有波長P的厚度圖案，第三空間調(diào)制是周期性的并具有波長P的厚度圖案，并且第一空間調(diào)制圖案和第三空間調(diào)制圖案相對于彼此沿著測量軸移位大約180度的空間相位移。

當(dāng)感測部167由第一電路構(gòu)造操作時，可以提供對應(yīng)于第一標(biāo)尺圖案PAT1F的第一位置信號分量S_SIGL1F。當(dāng)感測部167由第二電路構(gòu)造操作時，絕緣層圖案PAT3F和圖案PAT2F均可以提供信號影響。由此，位置信號分量680F圖示對應(yīng)于第一信號層SIGL1F第一標(biāo)尺圖案PAT1F的第一位置信號分量S_SIGL1F，以及對應(yīng)于第二信號層SIGL2F第二標(biāo)尺圖案PAT2F的第二位置信號分量S_SIGL2F，其中對應(yīng)于絕緣層ISOLF第三標(biāo)尺圖案PAT3F的影響有效地抵消PAT1F對使用第二電路構(gòu)造獲得的信號的影響。即，無需信號處理來隔離PAT2F的影響以及提供第二位置信號分量S_SIGL2F，因為PAT3F提供此絕緣。重申，因為第一空間調(diào)制圖案和第三空間調(diào)制圖案形成厚度互補，它們有效地取消彼此的有效滲透兩個圖案層的場的空間調(diào)制影響。

在圖6C中，示出了標(biāo)尺部670C的側(cè)視橫截面視圖，其示出的各層類似地于在標(biāo)尺部670A和670B中的某些層進行操作。其結(jié)構(gòu)和操作可以與以下進一步解釋組合基于之前的描述進行理解。第一信號層SIGL1C及其 相關(guān)的第一位置信號分量S_SIGL1C(在位置信號分量680C示出)類似于或相同于第一信號層SIGL1A及其相關(guān)的第一位置信號分量S_SIGL1A。第二信號層SIGL2C及其相關(guān)的第二位置信號分量S_SIGL2C類似于或相同于參考圖6B提出的絕緣層ISOLB及其相關(guān)的信號影響E_ISOLB。即，它一般是形成具有漸縮寬度和恒定厚度的第二空間調(diào)制圖案的材料。當(dāng)感測部167由第一電路構(gòu)造操作時，可以提供對應(yīng)于第一標(biāo)尺圖案PAT1C的第一位置信號分量S_SIGL1C。當(dāng)感測部167由第二電路構(gòu)造操作時，圖案PAT2C(類似于圖6B的PAT3B)可以提供第二位置信號分量S_SIGL2C，如之前公開的，這可能需要信號處理，以當(dāng)使用第二電路構(gòu)造時隔離它受到第一標(biāo)尺圖案PAT1A的影響。絕緣層ISOLC(如果存在)一般是以一致寬度和厚度形成矩形和/或均勻?qū)拥牟牧稀Ｋ梢钥紤]為可選的，或者作為第一層或第二層的一體部分。

圖6E可以理解為標(biāo)尺部670E的側(cè)視橫截面視圖，示出的各層可以類似于標(biāo)尺部670C各層形成和操作，除了圖案PAT2E的第二空間調(diào)制圖案包括厚度調(diào)制而非寬度調(diào)制。即，它一般是形成具有漸縮厚度和恒定寬度的第二空間調(diào)制圖案的材料。例如，與層的較薄端比較，層一端的較厚材料可以提供更大的渦流影響，用于滲透整個層的場。當(dāng)感測部167由第一電路構(gòu)造操作時，可以提供對應(yīng)于第一信號層SIGL1E和第一標(biāo)尺圖案PAT1E的第一位置信號分量S_SIGL1E(在位置信號分量680E中示出)。當(dāng)感測部167由第二電路構(gòu)造操作時，第二信號層SIGL2E和圖案PAT2E可以提供第二位置信號分量S_SIGL2E，如之前公開的，這可能需要信號處理，以當(dāng)使用第二電路構(gòu)造時隔離它受到第一標(biāo)尺圖案PAT1E的影響。絕緣層ISOLE(如果存在)一般是形成具有一致寬度和厚度的矩形和/或均勻?qū)拥牟牧?。它可以考慮是可選的，或者作為第一層或第二層的一體部分。

圖6D可以理解為標(biāo)尺部670D的側(cè)視橫截面視圖，示出的各層可以類似于標(biāo)尺部670A各層形成和操作，除了第二信號層SIGL2D和圖案PAT2D的第二空間調(diào)制圖案包括厚度調(diào)制，類似于沿著其凹進或較薄的標(biāo)尺元件厚度漸縮。即，它一般是形成了在其凹進類型標(biāo)尺元件中具有漸縮厚度和恒定寬度的第二空間調(diào)制圖案的材料。這樣的構(gòu)造更詳細(xì)地描述在之前并入的'266申請中。與層的凹進深度最大的一端(其中提供了較高的周期信號對比度或振幅)比較，層一端的較薄凹進可以提供更類似于其相鄰板類型元件(其中提供了低的周期信號對比度或振幅)的信號。在該實施例中， 如之前公開的，第二位置信號分量S_SIGL2D(在位置信號分量680D中示出)可能需要信號處理，以當(dāng)使用第二電路構(gòu)造時隔離它受到第一信號層SIGL1D和第一標(biāo)尺圖案PAT1D的影響。絕緣層ISOLD(如果存在)一般是形成具有一致寬度和厚度的矩形和/或均勻?qū)拥牟牧?。它可以考慮為可選的，或者作為第一層或第二層的一體部分。

圖6G示出一實施例，其中與相應(yīng)的第二標(biāo)尺調(diào)制圖案結(jié)合使用可替代的讀數(shù)頭構(gòu)造，以履行本文中公開的絕對位置信號原理。在標(biāo)尺部670G中，第一信號層SIGL1G和相應(yīng)的第一標(biāo)尺圖案PAT1G(即，相對于x和z軸示出在側(cè)視圖中)類似于標(biāo)尺部670A。對應(yīng)于第二標(biāo)尺圖案PAT2G(示出在圖6G下部的平面圖中，一部分圖案PAT1G的平面圖以虛線輪廓示出)的第二信號層SIGL2G包括正弦形狀面積的兩個軌道，其沿著X方向可以具有不同單獨長度或“周期”(例如，Pc1、Pc3，等等)。類似于之前堆疊的標(biāo)尺層，第一信號層堆疊在第二信號層上。覆蓋和/或?qū)?zhǔn)兩個軌道PAT2G的是包括構(gòu)件感測部a-h(例如，每個可以類似于之前描述的感測部SNX)的感測部組SNQ1和SNQ2。因為構(gòu)件感測部(例如，構(gòu)件a和構(gòu)件h)之間的間距是固定的，正弦部的不同長度(例如，Pc1)可以提供具有不同相位關(guān)系的信號，其可用于識別哪個正弦部被感測。兩個軌道PAT2G可以具有延伸絕對范圍和/或解決潛在信號模糊的關(guān)系。如此，各感測部(例如，一些或所有的感測部a-h)可以使用第一電路構(gòu)造操作，以提供對應(yīng)于PAT1G的第一位置信號分量，并且各感測部(例如，一些或所有的感測部a-h)可以使用第二電路構(gòu)造操作，以提供對應(yīng)于PAT2G的第二位置信號分量，其中第二位置信號分量包括的信號特性在沿著絕對范圍的相應(yīng)位置提供相對于第一位置信號分量的多個獨特值。

圖7是圖示根據(jù)本文中公開的原理的流程700一個示例性實施例的流程圖，用于操作包括標(biāo)尺部的位置感測設(shè)備，標(biāo)尺部具有堆疊構(gòu)造的各層。如圖7示出的，在塊710，操作位置感測設(shè)備(例如，手工具類型卡尺)，其中第一層的第一空間調(diào)制空間地調(diào)制標(biāo)尺感測場，當(dāng)標(biāo)尺感測場的參數(shù)具有第一值(例如，第一時間頻率)時相對更多地提供第一位置信號分量，并且當(dāng)標(biāo)尺感測場的參數(shù)具有第二值(例如，低于第一時間頻率的第二時間頻率)時相對更少地提供第一位置信號分量。在塊720，操作位置感測設(shè)備，其中第二層的第二空間調(diào)制空間地調(diào)制標(biāo)尺感測場，當(dāng)標(biāo)尺感測場 的參數(shù)具有第二值(例如，第二時間頻率)時相對更多地提供第二位置信號分量，并且當(dāng)標(biāo)尺感測場的參數(shù)具有第一值(例如，第一時間頻率)時相對更少地提供第二位置信號分量。在塊730，利用第二位置信號分量的信號特性(例如，獨立任一地或與第一位置信號分量的信號特性組合)來確定沿著絕對范圍在相應(yīng)位置的獨特位置值。

上文描述的各種器件可以不同地定位并且采取除上面提到的其它形式和組合，這將基于該公開由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)識到。例如，所公開的標(biāo)尺圖案可以可替代地以彎曲構(gòu)造形成沿著圓形測量軸，以形成旋轉(zhuǎn)編碼器。如另一示例，雖然若干上述標(biāo)尺圖案包括凹進面積，但可以使用其它類型的板消除特征(例如，非導(dǎo)電面積)。一般情況下，針對板消除特征，可以變化的特性可以包括非導(dǎo)電面積的量、凹進面積的量、凹進面積的凹進深度，等等。針對板特征，可以變化的特性可以包括板面積的量、板高度，等等。

如另一示例，雖然如上面提到的，某些標(biāo)尺圖案可以通過在散料(例如，鋁)中制出逐漸更深的切口而形成，但在其它執(zhí)行方案中，可以利用其它制造技術(shù)。更具體地，在各種執(zhí)行方案中，某些標(biāo)尺圖案可以形成在標(biāo)尺部中，包括至少一個：印刷電路板；包括去除面積的圖案化薄金屬片、形成的薄金屬片包括因所述薄金屬片變形而形成的凹進；金屬材料件，包括因去除金屬材料而形成的凹進，等等。

如另一示例，可以利用與其它所描述標(biāo)尺元件類似的技術(shù)形成用于絕對信號范圍識別部(或者可替代地用于單獨標(biāo)尺圖案)的二進制代碼元件，并且可以利用多個讀數(shù)頭傳感器來讀取這樣的代碼。如另一示例，板面積高度或凹進面積深度的附加變化可以用以實施甚至更高量級的代碼(例如，利用3+變化)。

上文描述的各種實施方式可組合以提供其它實施方式。在該說明書中參考的所有的美國專利和美國專利申請的全部內(nèi)容通過引用并入本文中。例如，關(guān)于示例讀數(shù)頭164和關(guān)聯(lián)的感測部及電路，將要了解的是，在之前并入的'494和'389專利申請中公開的其它讀數(shù)頭、電路和信號處理可以適于與本文中公開的各種標(biāo)尺構(gòu)造結(jié)合工作。本文中提出的讀數(shù)頭、電路和信號處理僅是示例性的，并且是非限制性的。

一般而言，在以下權(quán)利要求中，所使用的術(shù)語不應(yīng)該被解釋為將權(quán)利 要求限制為在說明書和權(quán)利要求中公開的具體實施方式，而是應(yīng)該被解釋為包括所有依據(jù)本文教導(dǎo)形成的實施方式，連同這樣的權(quán)利要求所享有的等同物的完全范圍。