[发明专利]磁性编码器装置

说明书

技术领域

本发明涉及磁性编码器装置，特别是涉及包括一系列在磁性标尺部件中形成的凹槽的无源磁性标尺轨道。

背景技术

很多不同类型的位置编码器是已知的。这些位置编码器包括光学系统，其中包括亮线和暗线的标尺由光学读取头读取。磁性编码器也是已知的，其中标尺的变化磁性特性由包含一个或多个磁性(例如霍尔)传感器的读取头单元读取。

增量式和绝对式编码器装置是已知的。增量式编码器通常读取包括规律重复图案的相关联(associated)标尺，所述标尺允许测量所述标尺和读取头之间的任意相对移动。绝对式编码器装置读取包括非周期性序列的标度标志的标尺，所述标尺编码一系列唯一)码字，根据所述码字可以确定读取头相对于标尺的绝对位置。

还已知提供有包括增量式标尺轨道的编码器标尺，所述增量式标尺轨道临近绝对式(编码)轨道。于是，可以兼有通常由增量式编码器系统获得的较高的位置精度和与能够测量绝对位置关联的益处(例如在给设备上电后在不需要任何相对移动的情况下快速确定位置的能力)。此前还已有描述(例如参见US5279044和WO2002/084223)如何将绝对数据嵌入增量式标尺轨道。具体地说，这些文件描述了设置有一系列光学线条(亮线或暗线)的光学标尺。增量式标尺省略了这些线条中的特定线条以以离散码字或伪随机码的形式提供编码与绝对位置相关的信息的数据比特。在DE10104855中描述了具有不同宽度的齿在编码绝对角位置中的应用。

US5461311描述了一种增量式磁性编码器，其中标度标志形成为位于磁性材料杆中的非磁性区。一对间隔开的磁性传感器检测所述杆的任意增量运动。在一个实施方式中，使用具有不同深度的第一磁性部件和第二磁性部件来提供沿着标尺的一个或多个点处的位置参考标记(起始位置)。这允许在所述标尺的参考标记移动通过所述磁性传感器时确定一个或多个参考位置。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于磁性编码器装置的磁性标尺，所述磁性标尺包括：

包括多个凹槽的标尺部件，所述标尺部件限定无源磁性标尺轨道，所述无源磁性标尺轨道能够由相关联磁性标尺读取头单元进行读取，

所述多个凹槽包括至少第一凹槽类型的凹槽和第二凹槽类型的凹槽，所述标尺部件在所述第一凹槽类型的凹槽的位置的磁性特性不同于所述标尺部件在所述第二凹槽类型的凹槽的位置的磁性特性，

其中，所述标尺部件带有绝对位置信息，所述绝对位置信息为至少一个包含一序列数据比特的码字的形式，其中，各所述数据比特由所述标尺部件的凹槽来提供，所述数据比特在所述凹槽为所述第一凹槽类型时取第一值，并且在所述凹槽为所述第二凹槽类型时取第二值，其中所述多个凹槽的中点沿着所述标尺部件的长度基本等距间隔开。

于是，本发明提供了一种无源磁性标尺轨道，所述磁性标尺轨道能够由相关联磁性标尺读取头单元进行读取，其中形成至少两种不同类型的凹槽。第一凹槽类型的凹槽布置成使所述标尺部件的局部磁性特性不同于第二凹槽类型的凹槽。应当注意的是，“无源的”磁性标尺轨道无论如何没有进行磁化，但是具有影响由相关联磁性标尺读取头单元的磁体产生的磁场的局部磁导率变化。这应该与其中嵌入有南磁极和北磁极的“有源的”磁性标尺相反。

使用在所述标尺部件中形成的不同凹槽类型来编码所述标尺部件中的不同数据比特值(例如，多个逻辑“1”和“2”)。在这种方式中，所述标尺的各凹槽限定了数据比特，所述数据比特在所述凹槽为所述第一凹槽类型时取第一值(例如为“0”)，并且在所述凹槽为第二凹槽类型时取第二值(例如“1”)。然后采用一系列或一序列的所述数据比特(即一系列凹槽)来形成形成描述所述标尺部件上的唯一或绝对位置的码字(即通过形成不同类型凹槽的适当图案)。沿着所述标尺部件可以形成多个所述码字。在这种方式中，可以在所述标尺中嵌入绝对位置数据的同时可以使用凹槽的常规图案来获得增量位置数据。