DE102012213717A1 - Inkrementalwegsensor - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Inkrementalwegsensor, bei dem an einem Maßkörper eine Mehrzahl von Inkrementen angeordnet ist, wobei die Inkremente jeweils durch eine Abfolge wechselnder magnetischer Pole gebildet ist und wobei eine Auswerteschaltung vorgesehen ist, die eine Weg- oder Winkelmessung durch Zählen einer Folge wechselnder magnetischer Pole ausführt, die durch einen Sensor detektierbar sind. In der Abfolge der wechselnden magnetischen Pole ist wenigstens eine durch den Sensor ermittelbare Referenzposition angeordnet.The invention relates to an Inkrementalwegsensor in which a plurality of increments is arranged on a scale body, wherein the increments are each formed by a sequence of alternating magnetic poles and wherein an evaluation circuit is provided which a distance or angle measurement by counting a sequence of alternating magnetic poles performs, which are detectable by a sensor. In the sequence of alternating magnetic poles, at least one reference position which can be determined by the sensor is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft einen Inkrementalwegsensor zur Linear- und Winkelmessung. The invention relates to an incremental displacement sensor for linear and angular measurement.

Zur Längen- und Wegmessung sind so genannte Absolutwertsensoren und Inkrementalwegsensoren bekannt. For length and distance measurement, so-called absolute value sensors and incremental travel sensors are known.

Absolutwertsensoren sind Längen- oder Winkelmessgeräte, die z. B. an Werkzeugmaschinen, in der Handhabungs- und Automatisierungstechnik und an Mess- und Prüfeinrichtungen eingesetzt werden. Problematisch ist es dabei, dass diese Sensoren eine geringe Auflösung und eine geringe Genauigkeit aufweisen, da das sensierte Element über den gesamten Messbereich eindeutig sein muss.Absolute value sensors are length or angle encoders, the z. B. on machine tools, in handling and automation technology and on measuring and testing equipment. The problem here is that these sensors have a low resolution and low accuracy, since the sensed element over the entire measuring range must be unique.

Inkrementalwegsensoren sind Sensoren zur Erfassung einer Wegstrecke und der entsprechenden Wegrichtung sowie einer Winkeländerung und der entsprechenden Drehrichtung. Dabei wird eine Anzahl so genannter Inkremente, die auf einem festen Betrag eines Weges oder eines Winkels festgelegt sind, erfasst bzw. gezählt. Aus dem jeweiligen Zählwert wird eine Information über eine zurückgelegte Wegstrecke abgeleitet. Problematisch sind diese Sensoren deshalb, weil beim Einschalten die jeweilige Absolutposition nicht bekannt ist. Inkrementalwegsensoren are sensors for detecting a distance and the corresponding path direction and an angle change and the corresponding direction of rotation. In this case, a number of so-called increments, which are set to a fixed amount of a path or an angle, are detected or counted. Information about a distance traveled is derived from the respective count value. These sensors are problematic because when switching on the respective absolute position is not known.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen Inkrementalwegsensor zu schaffen, der bei einem einfachen Aufbau und einer hohen Messgenauigkeit ohne einen wesentlichen Zusatzaufwand Ermittlungen einer oder mehrerer Referenzpositionen ermöglicht.The object of the present invention is therefore to provide an incremental displacement sensor which, with a simple design and a high accuracy of measurement, enables investigations of one or more reference positions without a substantial additional outlay.

Diese Aufgabe wird durch einen Inkrementalwegsensor mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes dieses Anspruches gelöst. Insbesondere wird die Aufgabe gelöst mit einem Inkrementalwegsensor, der einen Maßkörper umfasst, mit dem es möglich ist, zusätzlich zu der Zählung der Inkremente wenigstens eine Referenzposition zu ermitteln. Nachgeordnete Patentansprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und beschränken deren Schutzbereich nicht ausschließlich auf diese.This object is achieved by an incremental displacement sensor with the features of the characterizing part of claim 1 in conjunction with the features of the preamble of this claim. In particular, the object is achieved with an incremental displacement sensor which comprises a measuring body with which it is possible to determine at least one reference position in addition to the counting of the increments. Subordinate claims relate to preferred embodiments of the invention and do not limit their scope exclusively to these.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung, den Ausführungsbeispielen und den Patentansprüchen werden die im folgenden angegebenen Begriffe mit dem jeweils erläuterten Sinngehalt eingesetzt:
„Inkrementalverfahren“ ist ein Messverfahren, bei dem eine sich mehrfach wiederholende Abfolge von Inkrementen einen Maßkörper bildet und die Zahl der bei der Bewegung an einem Sensor vorbei geführten Inkremente erfasst und gezählt wird. Durch Auswerten der Zählwerte ist eine Aussage über einen Betriebszustand angeschlossener Positions- und Wegmesssensoren und mit diesen verbundener Mittel übergeordneter, zu überwachender Systeme möglich.
In the following description of the invention, the exemplary embodiments and the claims, the following terms are used with the meaning explained in each case:
"Incremental method" is a measurement method in which a repetitive sequence of increments forms a scale body and the number of increments passed to a sensor during the movement is detected and counted. By evaluating the count values, it is possible to make a statement about an operating state of connected position and distance measuring sensors and, connected thereto, of higher-level systems to be monitored.

„Inkrementalwegsensor“ ist eine Baueinheit, die wenigstens einen, die Inkremente aufweisenden Maßkörper und eine die Informationen der Inkremente erfassende Messeinheit umfasst."Inkrementalwegsensor" is a structural unit comprising at least one, having the increments of the scale body and the information of the increments detecting measuring unit.

„Maßkörper“ ist eine Maßverkörperung, die auf einer geeigneten Unterlage eine regelmäßige Abfolge von Inkrementen trägt. Die jeweiligen Inkremente können entsprechend der gestellten Aufgabe eine gleiche Geometrie besitzen, in optischen, magnetischen, kapazitiven oder induktiven Parametern jedoch untereinander abweichen. Ferner ist der Maßkörper eine lineare oder eine zu einem Kreis geschlossene Anordnung."Maßkörper" is a material measure that carries on a suitable surface a regular sequence of increments. The respective increments may according to the task have the same geometry, but differ in optical, magnetic, capacitive or inductive parameters with each other. Further, the scale body is a linear or closed to a circle arrangement.

Nach der Erfindung wird eine Referenzposition bei dem erfindungsgemäßen Inkrementalwegsensor dadurch ermittelt, dass eine Unregelmäßigkeit in der normalerweise vorhandenen Anordnung der Inkremente erfasst und ausgewertet wird. Hierzu weist der vorliegende Inkrementalwegsensor an einem Maßkörper eine Mehrzahl von Inkrementen auf, wobei die Inkremente jeweils durch eine Abfolge wechselnder magnetischer Nord- und Südpole gebildet ist und wobei eine Auswerteschaltung vorgesehen ist, die eine Weg- oder Winkelmessung durch Zählen einer Folge wechselnder magnetischer Nord- und Südpole ausführt, die durch einen Sensor detektierbar sind. In der Abfolge der wechselnden magnetischen Pole ist eine durch den Sensor ermittelbare Referenzposition angeordnet.According to the invention, a reference position in the incremental displacement sensor according to the invention is determined by detecting and evaluating an irregularity in the normally existing arrangement of the increments. For this purpose, the present incremental displacement sensor has a plurality of increments on a measuring body, wherein the increments are each formed by a sequence of alternating magnetic north and south poles and an evaluation circuit is provided which measures a displacement or angle measurement by counting a sequence of alternating magnetic north. and south poles detectable by a sensor. In the sequence of alternating magnetic poles, a reference position which can be determined by the sensor is arranged.

Die gewöhnlich vorhandene Abfolge der Inkremente ist eine regelmäßige Ja-Nein-Anordnung. Beim vorliegenden Inkrementalverfahren kann diese Abfolge durch eine Reihung wechselnder magnetischer Pole mit einer dazwischen liegenden Unregelmäßigkeit der Abfolge gebildet sein. Diese Unregelmäßigkeit dient als Referenzposition. The usual sequence of increments is a regular yes-no arrangement. In the present incremental method, this sequence may be formed by an array of alternating magnetic poles with an intervening irregularity of the sequence. This irregularity serves as a reference position.

Nach der Erfindung wird bei einem Inkrementalwegsensor bevorzugt ein magnetisches Inkrementalverfahren benutzt, bei dem wie oben beschrieben eine wechselnde Polarität S-N-S-N fortfolgend auf einem Maßkörper angebracht ist. Dieser Inkrementalwegsensor arbeitet mit den angeschlossenen Teilen oder Einrichtungen so zusammen, dass er über die Zählung von Inkrementen eine Aussage über eine zurückgelegte Wegstrecke oder über eine erfolgte Anzahl von Umdrehungen, eine Geschwindigkeit, Umdrehungsgeschwindigkeit oder über die Konstanz derselben, liefern kann.According to the invention, an incremental displacement sensor preferably uses a magnetic incremental method in which an alternating polarity S-N-S-N is successively mounted on a gauge as described above. This incremental displacement sensor cooperates with the connected parts or devices in such a way that it can provide information about a counted distance or over a number of revolutions, a speed, a revolution speed or the constancy of the same via the counting of increments.

Im Maßkörper ist an einer bestimmten Stelle erfindungsgemäß eine Unregelmäßigkeit in der Abfolge der Inkremente vorhanden, weshalb eine Auswerteschaltung zunächst ein Fehlersignal generiert. Bei der verwendeten magnetischen Anordnung kann dies beispielsweise die Feststellung sein, dass ein Inkrement hinsichtlich seiner magnetischen Feldstärke nicht in einem vorgegebenen Wertebereich liegt. Mithin kann dieses Inkrement unmagnetisiert sein, es kann auch eine höhere oder eine niedrigere magnetische Feldstärke haben, als die die Inkremente bildenden Pole. According to the invention, an irregularity in the sequence of increments is present in the measuring body at a certain point, which is why an evaluation circuit initially generates an error signal. In the case of the magnetic arrangement used, this can be, for example, the finding that an increment in terms of its magnetic field strength is not within a predetermined value range. Thus, this increment can be unmagnetised, it can also have a higher or a lower magnetic field strength than the poles forming the increments.

Der Inkrementalwegsensor arbeitet mit einer Auswerteschaltung, die diese von einem Sensor erfassten Unregelmäßigkeiten erkennt und daraus Informationen ableitet, die für übergeordnete Steuerungen oder auch nur für Zwecke der Auswertung/Anzeige aufbereitet werden können.The incremental displacement sensor works with an evaluation circuit which recognizes these irregularities detected by a sensor and derives information therefrom which can be processed for higher-level control systems or else only for purposes of evaluation / display.

Der erfindungsgemäße Inkrementalwegsensor arbeitet dabei so, dass seine Auswerteschaltung über die bloße Fehlerfeststellung (Fehlmessung) hinaus anhand bestimmter Muster in der Abfolge von Inkrementen Informationen über Referenzpositionen gewinnt.The incremental displacement sensor according to the invention operates in such a way that its evaluation circuit gains information about reference positions beyond mere error detection (erroneous measurement) on the basis of specific patterns in the sequence of increments.

Es ist möglich, eine Referenzposition dadurch zu erkennen, dass vor und nach einem Inkrement, das einem Sollwert entspricht, jeweils ein Inkremente angeordnet ist, das von den Sollwerten abweicht. Es ist ebenso möglich, mehrere Inkremente aufeinander folgen zu lassen, die eine andere als im Bereich der Sollwerte liegende Feldstärke haben.It is possible to recognize a reference position in that before and after an increment which corresponds to a desired value, in each case an increment is arranged which deviates from the nominal values. It is also possible to follow several increments that have a field strength other than the setpoint values.

Weiterhin kann die Anordnung zweier gleichpoliger Inkremente hintereinander eine solche Information liefern.Furthermore, the arrangement of two gleichpoliger increments one behind the other provide such information.

Schließlich ist es auch möglich, Abfolgen von Inkrementen zu erzeugen, bei denen eine Struktur der Inkremente aus unmagnetisierten, in vorgegebener Feldstärke magnetisierten, schwach magnetisierten und übermäßig stark magnetisierten Inkrementen in einer bestimmten Reihenfolge aufeinander folgen. Da es für solche Anordnungen gegenüber der Sollanordnung eine unterschiedliche Anzahl von Möglichkeiten gibt, kann neben einer ersten auch eine weitere bzw. eine begrenzte Zahl an Referenzpositionen in den Maßkörper integriert werden, die anhand der jeweiligen Codierungen unterschieden werden können.Finally, it is also possible to generate sequences of increments in which a structure of the increments of unmagnetized, magnetized in predetermined field strength, weakly magnetized and excessively magnetized increments follow one another in a specific order. Since there are a different number of possibilities for such arrangements compared to the target arrangement, not only a first but also a further or a limited number of reference positions can be integrated into the dimensional body, which can be distinguished on the basis of the respective codes.

Nach der Erfindung werden der Auswerteschaltung die entsprechenden Muster für die Abfolge der Inkremente der Referenzposition einprogrammiert, sodass diese die jeweiligen Muster aus der seriellen Abfolge der Signale erkennen, auswerten und an eine übergeordnete Steuereinrichtung weiterleiten kann.According to the invention, the evaluation circuit is programmed with the corresponding patterns for the sequence of increments of the reference position so that they can recognize the respective patterns from the serial sequence of the signals, evaluate them and forward them to a higher-level control device.

Es kann vorgesehen sein, die eigentliche Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlüberwachung so zu programmieren, dass die im Bereich der Referenzpositionen ankommenden veränderten Informationen zusätzlich hinsichtlich ihres zeitlichen Abstandes erfasst werden und die gleiche Information generiert werden kann, wie sie bei einer regelmäßigen Abfolge von Inkrementen möglich wäre.It can be provided to program the actual speed or speed monitoring so that the changed information arriving in the region of the reference positions is additionally recorded with regard to their time interval and the same information can be generated as would be possible with a regular sequence of increments ,

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Auswerteschaltung fehlertolerant zu machen, sodass sie beim Erhalt von Informationen über Referenzpositionen, die die Länge mehrerer Inkremente haben, nicht von einem Messfehler oder einer Geschwindigkeitsabweichung ausgeht.Another possibility is to make the evaluation circuit fault-tolerant, so that it does not start from a measurement error or a speed deviation when receiving information about reference positions that have the length of several increments.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to embodiments and drawings. Showing:

1 die Darstellung eines erfindungsgemäßen Inkrementalwegsensors, der aus einem linear verlaufenden Maßkörper, einem Sensorelement und einer Auswerteschaltung besteht, 1 The representation of an incremental travel sensor according to the invention, which consists of a linearly extending scale body, a sensor element and an evaluation circuit,

2 einen erfindungsgemäßen Inkrementalwegsensor, der aus einem scheibenförmigen Maßkörper, einem Sensorelement und einer Auswerteschaltung besteht, 2 an incremental displacement sensor according to the invention, which consists of a disk-shaped measuring body, a sensor element and an evaluation circuit,

3 eine Darstellung eines Maßkörpers, wie er im Stand der Technik für inkrementelle Messverfahren angewendet wird, 3 a representation of a Maßkörpers, as it is applied in the prior art for incremental measuring methods,

4 eine Anordnung für einen erfindungsgemäßen Maßkörper mit einer integrierten Referenzposition, bei der die regelmäßige Abfolge der Inkremente durch zwei nicht der Regelfolge entsprechende Inkremente dargestellt ist, 4 an arrangement for a scale body according to the invention with an integrated reference position, in which the regular sequence of increments is represented by two increments which do not correspond to the control sequence,

5 eine Darstellung einer Folge von Inkrementen, die eine weitere Ausführungsform zur Markierung einer Referenzposition zeigt, 5 a representation of a sequence of increments, which shows a further embodiment for marking a reference position,

6 eine weitere Anordnung von Inkrementen, bei der eine Referenzposition durch eine veränderte Abfolge der Inkremente markiert ist, 6 another arrangement of increments, in which a reference position is marked by a changed sequence of the increments,

7 eine weitere Anordnung von Inkrementen, bei der eine Referenzposition durch veränderte Inkremente eingeschlossen ist, und 7 Another arrangement of increments, in which a reference position is included by changing increments, and

8 eine Anordnung von Inkrementen, bei der eine erste und eine zweite Referenzposition durch Unregelmäßigkeiten in der Anordnung der Inkremente markiert sind. 8th an array of increments in which a first and a second reference position are marked by irregularities in the arrangement of the increments.

Ein vorliegender Inkrementalwegsensor zur Durchführung eines inkrementellen Messverfahren umfasst gemäß 1 einem Maßkörper 1, der an einem beliebigen Trägerteil 2 montiert ist und dessen Bewegung ausführt. Der Maßkörper 1 weist magnetische Inkremente auf, die durch eine regelmäßige Abfolge von Nordpolen 3 und Südpolen 4 gebildet werden.An existing incremental displacement sensor for performing an incremental measuring method comprises according to 1 a measure body 1 who on any carrier part 2 is mounted and performs its movement. The measure body 1 has magnetic increments due to a regular sequence of north poles 3 and southern Poland 4 be formed.

Ein Sensor 5 ist in einem geringen Abstand zum Maßkörper 1 angeordnet und kann beim Vorbeibewegen desselben in der Richtung x die magnetische Codierung erfassen und seine Messsignale an eine Auswerteschaltung 6 übermitteln.A sensor 5 is at a small distance to the measure body 1 arranged and can the same when passing it in the direction x detect the magnetic coding and its measuring signals to an evaluation circuit 6 to transfer.

Bei einer rotierenden Ausführungsform des Maßkörpers 7 ist derselbe gemäß 2 an einer Welle 8 angeordnet und kann sich in eine beliebige Richtung drehen. Die Anordnung von Nordpolen 9 und Südpolen 10 bewegt sich wiederum in der Richtung x an einem Sensor 11, vorbei, der die entsprechenden Messsignale an eine Auswerteschaltung 12 weitergibt.In a rotating embodiment of the dimensional body 7 is the same according to 2 on a wave 8th arranged and can turn in any direction. The formation of northern Poland 9 and southern Poland 10 again moves in the direction x at a sensor 11 , passing the corresponding measuring signals to an evaluation circuit 12 passes.

Der erfindungsgemäße Inkrementalwegsensor benutzt die oben beschriebenen Inkrement-Anordnungen des Standes der Technik und führt durch Abweichung von der regelkonformen alternierenden Magnetisierung eine zusätzliche Codierung des Maßkörpers 1 ein. Während beim Stand der Technik gemäß 3 auf einen Südpol 13 jeweils ein Nordpol 14 und auf einen Nordpol 14 jeweils ein Südpol 13 folgt, ist bei dem vorliegenden Inkrementalwegsensor gemäß 4 in die Reihe der Inkremente bzw. Pole beispielsweise eine Anordnung von zwei unmagnetisierten Inkrementen 15 eingefügt. Da die Auswerteschaltung 6 bzw. 12 zeitdeterminiert arbeitet, kann sie aus den eingehenden Messsignalen und der Dauer dieser Messsignale darauf schließen, dass es sich nicht um Fehlmessungen handelt, sondern, weil exakt die Dauer von zwei Inkrementen in Anspruch genommen wird, es sich statt dessen um eine Referenzposition handelt.The incremental displacement sensor according to the invention uses the above-described incremental arrangements of the prior art and leads by deviation from the rule-compliant alternating magnetization an additional coding of the Maßkörpers 1 one. While in the prior art according to 3 on a south pole 13 one north pole each 14 and on a north pole 14 one south pole each 13 is following in accordance with the present incremental displacement sensor 4 For example, in the series of increments or poles, an arrangement of two unmagnetized increments 15 inserted. As the evaluation circuit 6 respectively. 12 time-definite, it can deduce from the incoming measurement signals and the duration of these measurement signals that they are not erroneous measurements but, because exactly the duration of two increments is taken up, it is instead a reference position.

Eine andere Form der Markierung einer Referenzposition kann darin bestehen, dass gemäß 5 einem Nordpol 14 zunächst ein vergleichsweise schwach magnetisierter Südpol 16, dann ein schwach magnetisierter Nordpol 17 folgt und anschließend die Normalfolge weiter fortgesetzt wird. Bei entsprechender Programmierung der Auswerteschaltung wird auch diese Markierung als Referenzposition erkannt.Another form of marking a reference position may be that according to 5 a north pole 14 first a comparatively weakly magnetized South Pole 16 , then a weakly magnetized North Pole 17 follows and then the normal sequence is continued. With appropriate programming of the evaluation circuit and this mark is detected as a reference position.

Eine weitere Möglichkeit der Darstellung einer Referenzposition kann gemäß 6 darin bestehen, dass entgegen der regelmäßigen Abfolge ein sich über zwei Inkremente erstreckender Nordpol 18 und daran anschließend ein sich über zwei Inkremente erstreckender Südpol 19 angeordnet sind. Diese Form der Markierung einer Referenzposition hat den Vorteil, dass aus dem Polwechsel mit hoher Präzision auf die Referenzposition geschlossen werden kann.Another possibility of displaying a reference position can according to 6 in that, contrary to the regular sequence, there is a north pole extending over two increments 18 followed by a south pole extending over two increments 19 are arranged. This form of marking a reference position has the advantage that it can be concluded from the pole change with high precision to the reference position.

Eine weitere Möglichkeit der Markierung einer Referenzposition kann gemäß 7 dadurch erfolgen, dass die regelmäßige Abfolge der Magnetpole durch ein erstes Inkrement 20 ohne Magnetisierung, nachfolgend eine Anordnung aus einem Nordpol 14 und einem Südpol 13 vorhanden ist, der wiederum ein unmagnetisiertes Inkrement 21 nachfolgt. Auch diese Art der Markierung kann auf den Polwechsel zurückgeführt mit hoher Präzision die Referenzposition markieren.Another way of marking a reference position can according to 7 be effected in that the regular sequence of magnetic poles by a first increment 20 without magnetization, below an arrangement of a north pole 14 and a south pole 13 is present, which in turn is an unmagnetized increment 21 follows. Also this type of marking can be traced back to the pole change with high precision mark the reference position.

Bei einer anderen Ausführungsform der Markierung von Referenzpositionen kann gemäß 8 anstelle eines normal magnetisierten Südpols 13 ein schwach magnetisierter Südpol 22 vorgesehen sein, dem ein normal magnetisierter Südpol 23 nachgeordnet ist und dem wiederum ein schwach magnetisierter Südpol 24 und ein normal magnetisierter Südpol 25 nachfolgen.In another embodiment, the marking of reference positions can according to 8th instead of a normal magnetized south pole 13 a weakly magnetized south pole 22 be provided, which is a normal magnetized south pole 23 is downstream and in turn a weakly magnetized South Pole 24 and a normal magnetized south pole 25 follow.

Mithin wird eine erste Referenzposition dadurch gebildet, dass gegenüber der Regelfolge anstelle des zu erwartenden Nordpols 14 ein Südpol 23 und anstelle des nächsten folgenden Nordpols wieder ein Südpol 25 vorhanden ist, wobei die schwach magnetisierten Südpole 22 und 24 in der dargestellten Weise dazwischen angeordnet sind. Mithin folgen vier Inkremente, die einen Südpol markieren, aufeinander. Diese Anordnung bildet eine erste Referenzposition.Consequently, a first reference position is formed by the fact that compared to the control sequence instead of the expected north pole 14 a south pole 23 and instead of the next following North Pole again a South Pole 25 is present, with the weakly magnetized south poles 22 and 24 are arranged in the manner shown in between. Thus, four increments marking a south pole follow each other. This arrangement forms a first reference position.

An einer weiteren Stelle der Abfolge von Inkrementen ist eine weitere Unregelmäßigkeit in der Form eines schwach magnetisierten Südpols 26 vorhanden, der anstelle eines zu erwartenden Nordpols 14 positioniert ist. Diesem folgt ein noch schwächer magnetisierter Südpol 27 anstelle eines normal magnetisierten Südpols 13. Durch diese Abfolge nicht regelgerechter Inkremente wird eine zweite Referenzposition markiert und zugleich erreicht, dass diese anders codiert ist, als die erste Referenzposition und daher von dieser deutlich unterschieden werden kann.At another point in the sequence of increments is another irregularity in the form of a weakly magnetized South Pole 26 present, instead of an expected North Pole 14 is positioned. This is followed by an even weaker magnetized South Pole 27 instead of a normal magnetized south pole 13 , By means of this sequence of irregular increments, a second reference position is marked and at the same time achieved that it is encoded differently than the first reference position and therefore can be clearly differentiated from it.

Die Erfindung ermöglicht es also vorteilhafter Weise, die bei Inkrementalmessverfahren üblichen Relativwegmessungen durch die Integration von codierten Referenzpositionen weiterzuentwickeln, ohne dass die Maßkörper in ihrer Größe angepasst werden müssen.Thus, the invention advantageously makes it possible to further develop the relative path measurements customary in incremental measuring methods by integrating encoded reference positions, without the size bodies having to be adapted in size.

Allgemein ausgedrückt lassen sich gemäß der vorliegenden Erfindung in einer normalen Abfolge der Inkremente eines Maßkörpers, in der Nord- und Südpole einander abwechseln, Referenzmarken durch vom Sensor erkennbare Veränderungen in der Abfolge erzeugen. Beispielsweise können diese Veränderungen durch ausfallende Pole, schwächer magnetisierte Pole, andere Pollängen und gedrehte Pole erzeugt werden. Generally speaking, according to the present invention, in a normal sequence of increments of a scale body in which north and south poles alternate, reference marks can be generated by sensor-detectable changes in the sequence. For example, these changes can be generated by failing poles, weaker magnetized poles, other pole lengths and twisted poles.

Die Referenzmarke sollte so gelegt werden, dass sie nach dem Start des Systems bald erreicht wird, damit von einer anfänglichen Messung in eine Messung übergegangen werden kann, bei der die Inkremente ab der Referenzmarke gezählt werden. The reference mark should be placed so that it will be reached soon after the system is started, so that it is possible to move from an initial measurement to a measurement in which the increments from the reference mark are counted.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Maßkörper Magnetic tape
22
Trägerteil support part
33
Nordpol North Pole
44
Südpol South Pole
55
Sensor sensor
66
Auswerteschaltung evaluation
77
Maßkörper Magnetic tape
88th
Welle wave
99
Nordpol North Pole
1010
Südpol South Pole
1111
Sensor sensor
1212
Auswerteschaltung evaluation
1313
Südpol South Pole
1414
Nordpol North Pole
1515
Inkrement increment
1616
Südpol South Pole
1717
Nordpol North Pole
1818
Nordpol North Pole
1919
Südpol South Pole
2020
Inkrement increment
2121
Inkrement increment
2222
Südpol South Pole
2323
Südpol South Pole
2424
Südpol South Pole
2525
Südpol South Pole
2626
Südpol South Pole
2727
Südpol South Pole

Claims (10)

Inkrementalwegsensor, bei dem an einem Maßkörper (1, 7) eine Mehrzahl von Inkrementen angeordnet ist, wobei die Inkremente jeweils durch eine Abfolge wechselnder magnetischer Nord- und Südpole (13, 14) gebildet ist und wobei eine Auswerteschaltung (6, 12) vorgesehen ist, die eine Weg- oder Winkelmessung durch Zählen einer Folge wechselnder magnetischer Nord- und Südpole (13, 14) ausführt, die durch einen Sensor (5, 11) detektierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abfolge der wechselnden magnetischen Nord- und Südpole (13, 14) eine durch den Sensor (5, 11) ermittelbare Referenzposition angeordnet ist.Incremental path sensor, in which on a measuring body ( 1 . 7 ) a plurality of increments are arranged, wherein the increments each by a sequence of alternating magnetic north and south poles ( 13 . 14 ) is formed and wherein an evaluation circuit ( 6 . 12 ) which measures a distance or angle measurement by counting a sequence of alternating magnetic north and south poles ( 13 . 14 ) performed by a sensor ( 5 . 11 ) are detectable, characterized in that in the sequence of alternating magnetic north and south poles ( 13 . 14 ) one through the sensor ( 5 . 11 ) Determinable reference position is arranged. Inkrementalwegsensor nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzposition durch eine Unregelmäßigkeit der Abfolge der magnetischen Nord- und Südpole (13, 14) gebildet ist.Inkrementalwegsensor according to claim 1, characterized in that the reference position by an irregularity of the sequence of magnetic north and south poles ( 13 . 14 ) is formed. Inkrementalwegsensor nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzposition durch eine Anordnung, bestehend aus zwei aufeinander folgenden Inkrementen gebildet ist, deren Feldstärke außerhalb der für die Nord- und Südpole (13, 14) festgelegten Wertebereiche liegt oder die unmagnetisiert sind.Inkrementalwegsensor according to claim 2, characterized in that the reference position is formed by an arrangement consisting of two successive increments, the field strength outside of the north and south poles ( 13 . 14 ) or which are unmagnetized. Inkrementalsensor nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzposition durch Inkremente gebildet ist, die einen weiteren Südpol (16) und einen weiteren Nordpol (17) umfassen, wobei der weitere Südpol (16) und der weitere Nordpol (17) schwächer magnetisiert sind und eine geringere Feldstärke besitzen, als die auf dem Maßkörper (1, 7) angeordneten Südpole (13) und Nordpole (14).Incremental sensor according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the reference position is formed by increments which form a further south pole ( 16 ) and another north pole ( 17 ), the further south pole ( 16 ) and the further North Pole ( 17 ) are less magnetized and have a lower field strength than that on the scale body ( 1 . 7 ) arranged south poles ( 13 ) and north poles ( 14 ). Inkrementalweg nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzposition durch eine Anordnung von zwei aufeinander folgenden Inkrementen in der Form von zwei aufeinander folgenden Nordpolen (18) und/oder zwei aufeinander folgenden Südpolen (19) mit jeweils gleicher Polarität und Feldstärke gebildet ist. Incremental path according to claim 1 or 2, characterized in that the reference position is defined by an arrangement of two consecutive increments in the form of two successive north poles ( 18 ) and / or two consecutive southern poles ( 19 ) is formed with the same polarity and field strength. Inkrementalwegsensor nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzposition durch vier aufeinander folgende Inkremente gebildet ist, wobei diese aus einem ersten unmagnetisierten oder schwach magnetisierten Pol (20), einem nachfolgenden zweiten Pol (14) mit einer gegenüber der normalen Abfolge entgegen gesetzten Polarität, einem nachfolgenden dritten Pol (13) mit einer zu dem zweiten Pol (13) entgegen gesetzten Polarität und einem vierten Pol (21) besteht, der unmagnetisiert oder schwach magnetisiert ist.Inkrementalwegsensor according to claim 1 or 2, characterized in that the reference position is formed by four successive increments, wherein these from a first unmagnetized or weakly magnetized pole ( 20 ), a subsequent second pole ( 14 ) with a polarity opposite to the normal sequence, a subsequent third pole ( 13 ) with one to the second pole ( 13 ) opposite polarity and a fourth pole ( 21 ) which is unmagnetized or weakly magnetized. Inkrementwegsensor nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzposition durch vier aufeinander folgende Inkremente gebildet ist, wobei diese aus einem im Vergleich zu den Polen (13, 14) der Abfolge schwach magnetisierten ersten Pol (22) einer dem vorangehenden Pol der Abfolge entgegen gesetzten Polarität, einem nachfolgenden zweiten Pol (23) einer den Polen der Abfolge entsprechenden Magnetisierung und einer dem ersten Pol (22) entsprechenden Polarität, einem nachfolgenden dritten im Vergleich zu den Polen (13, 14) der Abfolge schwach magnetisierten Pol (24) und einer dem ersten Pol (22) entsprechenden Polarität und einem vierten Pol (25) mit einer den Polen (13, 14) der Abfolge entsprechenden Magnetisierung sowie einer dem ersten Pol (22) entsprechenden Polarität) besteht. Incremental path sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the reference position is formed by four successive increments, these being from one compared to the poles ( 13 . 14 ) of the sequence of weakly magnetized first pole ( 22 ) of a polarity opposite to the preceding pole of the sequence, a subsequent second pole ( 23 ) a magnetization corresponding to the poles of the sequence and a first pole ( 22 ) corresponding polarity, a subsequent third compared to the poles ( 13 . 14 ) of the sequence of weakly magnetized pole ( 24 ) and a first pole ( 22 ) corresponding polarity and a fourth pole ( 25 ) with one of the poles ( 13 . 14 ) of the sequence corresponding magnetization and one of the first pole ( 22 ) corresponding polarity). Inkrementwegsensor nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzposition und wenigstens eine weitere Referenzposition an dem Maßkörper (1, 7) angeordnet sind, wobei die Folge der Inkremente der Referenzposition und der weiteren Referenzposition gleich oder unterschiedlich ist.Inkrementwegsensor according to one of the claims 1 to 7, characterized in that the reference position and at least one further reference position on the scale body ( 1 . 7 ) are arranged, wherein the sequence of increments of the reference position and the further reference position is the same or different. Inkrementalwegsensor nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Maßkörper (1) relativ zum Sensor (5) linear bewegbar ist. Inkrementalwegsensor according to one of the claims 1 to 8, characterized in that the Maßkörper ( 1 ) relative to the sensor ( 5 ) is linearly movable. Inkrementalwegsensor nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Maßkörper (7) relativ zum Sensor (11) drehbar ist. Inkrementalwegsensor according to one of the claims 1 to 8, characterized in that the Maßkörper ( 7 ) relative to the sensor ( 11 ) is rotatable.
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