[发明专利]用于测量旋转的可移动部件的轴向移动的系统和方法

权利要求书

1.一种用于测量沿轴线A旋转的可移动部件(1)的轴向移动的 系统，包括：

-磁编码装置，包括至少一个环形磁道，并且所述环形磁 道上以相同距离分布的多个南北磁极对(3、4)被磁化，且北 极和南极为具有轴线A的螺旋形；

-用于检测磁场的装置，至少包括第一固定磁传感器(5) 和第二固定磁传感器(6)，所述第一和第二固定磁传感器以彼 此相距非零的轴向距离d设置，与所述编码装置的外围磁道径 向相对并且与所述编码装置的外围磁道相距一读数距离，并对 由所述编码装置感生的磁场的变化敏感；

其特征在于：

-第一传感器(5)包括：

-第一多个对准敏感元件，所述敏感元件分成至少两个第 一子组件；以及

-电子电路，设置成用于根据由所述第一子组件发出的信 号而发出在正交的且具有相同幅度的两个模拟信号SIN1和 COS1；并且

-所述测量系统包括：

-第一空间分辨率倍增器，用于从所述两个正交的模拟信 号SIN1和COS1产生至少一第一数字信号，所述第一数字信 号的状态每个磁周期改变N1次，N1是大于或等于4的整数； -计算器，用于根据所述第一数字信号来确定由所述第一 传感器检测到的磁场与由所述第二传感器检测到的磁场之间

的瞬时角相位移。

2.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述第一空间 分辨率倍增器用来从所述两个正交的模拟信号SIN1和COS1 产生两个正交的数字信号，所述数字信号的状态每个磁周期改 变N1次。

3.根据权利要求1或2所述的测量系统，其特征在于，所述第二 传感器(4)包括：

-第二多个敏感元件，所述敏感元件被分成至少两个第二 子组件；以及

-电子电路，被布置成根据所述第二子组件所发出的信号 而发出正交的且具有相同幅度的两个模拟信号SIN2和COS2。

4.根据权利要求3所述的测量系统，其特征在于，所述计算器包 括至少一个第一计数器，所述第一计数器用于通过计算在经过 所述信号SIN1的阈值与经过所述信号SIN2的阈值之间所述 第一数字信号的状态的改变次数来确定所述相位移。

5.根据权利要求3所述的测量系统，其特征在于，其包括：

-第二空间分辨率倍增器，用于从所述两个正交的模拟信 号SIN2和COS2产生至少一个第二数字信号，所述第二数字 信号的状态每个磁周期改变N2次，N2是大于或等于4的整 数；以及

-计数器，用于确定所述瞬时角相位移，所述计数器被布 置成通过所述第一或第二倍增器所发出的数字信号中的一个 而增量，而通过另一数字信号而减量。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第二空间分辨 率倍增器能够从所述两个正交的模拟信号SIN2和COS2产生

两个正交的数字信号，所述数字信号的状态每个磁周期改变 N2次。

7.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述第二传感 器仅包括一个传感器，所述传感器对所述磁场敏感并发出信号 REF，所述计算器包括至少一个计数器，所述计数器用于通过 计算在经过所述信号SIN1的阈值与经过所述信号RET的阈值 之间所述第一数字信号的状态的改变次数来确定所述相位移。

8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述系 统进一步包括用于存储所述相位移的极值的存储器以及用于 从中推导出所述编码装置与所述检测装置之间的轴向间隙的 分析器。

9.根据前述权利要求中任一项所述的测量系统，其特征在于，所 述第一传感器和所述第二传感器处于共用的定制ASIC集成电 路中。

10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述外 围磁道的磁极为具有轴线A的螺旋形，所述螺旋形的螺旋角α 根据函数α＝f(x)而变化，其中，x表示轴线B上所考虑的点的 轴向坐标。