[发明专利]多匝旋转编码器

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的多匝旋转编码器，本发明特别涉及用于一种将旋转数据从多匝单元传输至评估单元的接口结构，该旋转数据用于测定轴进行过的旋转的数量。

背景技术

多匝旋转编码器在驱动技术中用于测量位置以及轴进行过的旋转的数量。这种多匝旋转编码器在现有技术中长期以来是已知的。多匝旋转编码器大多情况下包括：第一整体量具，由该整体量具的扫描中获得关于在一个完全旋转中的轴的位置的信息；以及一个或多个另外的整体量具，其扫描提供了关于轴进行过的旋转的数量的位置信息。

用于确定在轴的一个旋转中的位置的单元被概括为概念“单匝级”。用于测定在轴进行过的旋转的数量的方面的位置信息的单元形成了多匝单元。由单匝级和多匝单元的位置信息在评估单元中形成了共同的位置值，该位置值不仅包含至今为止进行过的完全的旋转的数量，而且也包含在当前的一个旋转中的绝对位置。

在现代的位置测量仪器中，作为评估单元经常使用了专用集成电路(ASIC)，其在理想情况下已经包含了用于扫描单匝级的探测器以及用于将探测信号处理成位置值的必需的电路部分。如果应用光学的扫描原理，则探测器例如是指光电探测器阵列。在这种组合中也涉及Opto-ASIC。

为了扫描多匝单元中的第二整体量具而设有单独的扫描单元，其生成绝对形式的位置值。典型的多匝旋转编码器的多匝单元例如具有三个多匝级，其通过三级的、具有固定的传动系数的传动装置来驱动。轴向地安装在传动装置齿轮上的磁体可以用作为整体量具，其分别借助于霍尔传感器扫描，该传感器发出对应的传递装置齿轮的角度位置作为具有例如8个位元的分辨率的绝对值。该绝对值通过数字接口传输至评估单元。这种多匝旋转编码器例如在EP1076809B1中描述。

此外已知了多匝旋转编码器，其多匝单元具有计数器，该计数器由计数脉冲进行增加或减少，该计数脉冲在轴的每次完全旋转时产生。计数值在这种情况下直接反映了轴进行过的旋转的数量。计数值的典型的数据字宽度是18个位元。

对于从多匝单元到评估单元的数据传输迄今为止优选使用了并行接口，这是因为其可简单地实现并且达到了高的数据传输率。这种解决方案的不利之处在于需要很多信号导线。因此上述的三级的布置单独需要24条导线以用于传输三个8位元宽的数据字。为此还使用了多个控制导线。特别是当应该使用ASIC或Opto-ASIC作为评估单元时这是特别成问题的，这是因为所需要的连接垫(Anschlusspad)的数量直接影响芯片面积和进而影响每个ASIC的成本。

串行接口的使用同样也证明为是成问题的，这是因为简单的可利用较低投入安装在ASIC中的串行接口对于要求高的位置测量仪，例如为了测量高速心轴时，大多情况下过于缓慢并且高速的串行接口要求大的线路投入并且因此又对需要的芯片面积产生了负面影响并且导致了提高的成本。此外高速的串行接口要求带有陡的脉冲坡形的高的脉冲频率，其会因为对于信号处理、特别是单匝级的信号处理的串扰并且由于垫的需要的驱动器强度而导致高的耗电量。

发明内容

因此本发明的目的在于，提出一种具有改进的接口结构的多匝旋转编码器。

该目的通过根据权利要求1所述的多匝旋转编码器来实现。多匝旋转编码器的有利的细节由从属于权利要求1的权利要求中得出。

现在提出了一种多匝旋转编码器，具有：单匝编码盘，该单匝编码盘抗扭地与轴相连接并且具有代码道，该代码道可由单匝扫描单元扫描以用于测定在轴的一个旋转中的绝对位置；多匝单元，用于测量旋转数据，该旋转数据适于测定轴进行过的旋转的数量；和评估单元，该评估单元通过用于传输旋转数据的至少两个数字接口与多匝单元相连接。本发明的特征在于，旋转数据包括至少两个数据字，该数据字在轴旋转时具有不同的变化速度；以及用于传输具有相对于评估单元的最高变化速度的数据字的接口是并行接口；以及用于传输具有相对于评估单元的最低变化速度的数据字的接口是串行接口。

串行接口不仅可以设计为点对点连接部也可以设计成总线连接部，其中总线连接部通过在评估单元上的与其相连接的、另外的插针的节省而变得特别有利。

当将ASIC用作为评估单元时，则本发明的优点特别明显，这是因为在此通过减少需要的连接插针的数量在不明显增大芯片面积的情况下实现了最佳的成本/效能-比例关系。

附图说明

由以下说明参照附图得出本发明的其它优点以及细节。图中示出：

图1示出了根据本发明的多匝旋转编码器的第一个实施例的原理结构，