Dispositivo de medición de posición.

Dispositivo de medición de posición con

- un portacódigos (1) sobre el que está prevista una primera pista de código

(11) y una segunda pista de código (12) que discurre en paralelo a esta, y la primera pista de código (11) y la segunda pista de código (12) presentan respectivamente la misma secuencia de elementos de código (C1 - C16), en el que cada elemento de código (C1 - C16) se compone de dos zonas parciales (C1A, C1B - C16A, C16B) con propiedades complementarias entre sí, que están dispuestas consecutivamente en la dirección de medición X;

- un dispositivo de exploración (2) con varios detectores (E1 - E10; F1 - F10) para explorar los elementos de código (C1 - C16) y para formar al menos una señal de exploración (SE1 - SE10; SF1 - SF10) dentro de respectivamente una de las zonas parciales (C1A, C1B - C16A - C16B) de los elementos de código (C1 - C16);

- una unidad de evaluación (4), diseñada para generar informaciones de código (B1 - B4) a partir de las señales de exploración (SE1 - SE10; SF1 - SF10) y para formar una palabra de código (W1 - W16) a partir de las informaciones de código (B1 - B4), en el que la unidad de evaluación (4) forma la palabra de código (W1 - W16) que define inequívocamente la posición absoluta en la dirección de medición (X), al estar compuesta la palabra de código (W1 - W16) por informaciones de código N (B1, B2) de elementos de código consecutivos (C1 - C16) de la primera pista de código (11) y por informaciones de código K (B3, B4) de elementos de código consecutivos (C1 - C16) de la segunda pista de código (12), con N y K mayores que 1.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12171783.

Solicitante: DR. JOHANNES HEIDENHAIN GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: DR. JOHANNES-HEIDENHAIN-STRASSE 5 83301 TRAUNREUT ALEMANIA.

Inventor/es: OBERHAUSER,JOHANN, Tovar,Heinz.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDAS NO ESPECIALMENTE ADAPTADAS A UNA VARIABLE... > Medios mecánicos para la transferencia de la magnitud... > G01D5/347 (que utilizan escalas de codificación de desplazamiento)

PDF original: ES-2546989_T3.pdf

 

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Dispositivo de medición de posición.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo de medición de posición La invención se refiere a un dispositivo de medición de posición para determinar la posición absoluta.

En muchos campos se utilizan cada vez con más frecuencia dispositivos de medición de posición absoluta, en los cuales la información de posición absoluta se deriva de una pista de código con elementos de código dispuestos uno detrás de otro en la dirección de medición. Los elementos de código están provistos a este respecto en una distribución pseudoaleatoria, de manera que un número determinado de elementos de código consecutivos forman respectivamente un patrón de bits. Durante el desplazamiento del dispositivo de exploración en comparación con la pista de código en un elemento de código individual, se forma ya un nuevo patrón de bits y a lo largo de toda la zona de medición que va a registrarse de forma absoluta está a disposición una secuencia de distintos patrones de bits.

Un código secuencial de este tipo se denomina código de cadena o código pseudoaleatorio (CPA) .

Un dispositivo de medición de posición con un código pseudoaleatorio está explicado, por ejemplo, en el documento DE 102006010161 A1. Están previstas varias pistas de códigos que discurren en paralelo entre sí, que presentan respectivamente la misma secuencia de elementos de código. A través de la exploración de una de estas pistas de código se determina la posición absoluta en una dirección de medición y a través de la exploración de otra pista de código se determina la posición absoluta en una segunda dirección perpendicular a la primera dirección.

Un dispositivo de medición de posición absoluta, en el que se basa esta invención, está descrito en el documento EP 1 468 254 B1. El dispositivo de medición de posición presenta un código que se compone de una secuencia de elementos de código dispuestos sucesivamente en la dirección de medición, en el que cada elemento de código se compone de nuevo respectivamente de dos zonas parciales que son complementarias entre sí y están dispuestas de manera consecutiva en la dirección de medición. Este código se explora por un dispositivo de exploración con varios detectores. En una unidad de evaluación se forma un resultado de comparación respectivamente a partir de las señales de exploración de las zonas parciales de un código de elemento y se comprueba si el resultado de comparación está por encima o por debajo de un valor de referencia y dependiendo de esto se deriva para el elemento de código correspondiente un bit "0" o "1" como información de código.

La invención se basa en el objetivo de crear un dispositivo de medición de posición absoluta que permita una estructura compacta y con la que se pueda generar una posición absoluta correcta con alto grado de fiabilidad.

Este objetivo se resuelve mediante las características de la reivindicación 1. Por lo tanto, el dispositivo de medición de posición comprende -un portacódigos con una secuencia de elementos de código, en el que cada elemento de código se compone de dos zonas parciales con propiedades complementarias entre sí, que están dispuestas consecutivamente en la dirección de medición X;

- un dispositivo de exploración con varios detectores para explorar los elementos de código que definen respectivamente una palabra de código y para formar al menos una señal de exploración dentro de respectivamente una de las zonas parciales de los elementos de código;

-una unidad de evaluación, diseñada para formar una información de código para cada elemento de código a partir de las señales de exploración y para formar la palabra de código a partir de las informaciones de código, en la que -los elementos de código están dispuestos en una primera pista de código y una segunda pista de código que discurre en paralelo a esta, que presentan respectivamente la misma secuencia de elementos de código, y la unidad de evaluación (4) forma la palabra de código (W1 -W16) que define inequívocamente la posición absoluta en la dirección de medición (X) , al estar compuesta la palabra de código (W1 -W16) por informaciones de código N (B1, B2) de elementos de código consecutivos (C1 -C16) de la primera pista de código (11) y por informaciones de código K (B3, B4) de elementos de código consecutivos (C1 -C16) de la segunda pista de código (12) , con N y K mayores que 1.

Las dos zonas parciales de un elemento de código están dispuestas de manera consecutiva en la dirección de medición X y presentan respectivamente anchuras idénticas en la dirección de medición.

La configuración de los elementos de código se selecciona de una manera conocida dependiendo del principio de exploración. De esta manera, los elementos de código que pueden explorarse pueden estar organizados de manera óptica, magnética, capacitiva o inductiva. Conforme a la configuración de los elementos de código se seleccionan también los detectores.

Una primera configuración especialmente ventajosa de la invención es que la secuencia de los elementos de código 65 de la segunda pista de código está dispuesta en el portacódigos de manera desplazada con respecto a la secuencia de los elementos de código de la primera pista de código en la dirección de medición X de tal forma que los

elementos de código que forman la palabra de código de la primera pista de código y de la segunda pista de código se solapan al menos parcialmente.

A este respecto, resulta especialmente ventajoso si el desplazamiento es V = N/2 + K/2 elementos de código. Con ello está garantizado que los elementos de código que forman la palabra de código de una pista se solapan como máximo con los elementos de código que forman la palabra de código de la otra pista. A través de esta medida se puede utilizar el principio de exploración de manera especialmente ventajosa. Es decir, se pueden iluminar las pistas de código por un mismo haz de exploración, que sale de una unidad de iluminación. Para la exploración óptica, las dos zonas parciales de un elemento de código presentan propiedades ópticas complementarias entre sí, son opacas y transparentes para la exploración de luz transmitida o reflectantes y no reflectantes para la exploración de luz reflejada. A través de la distribución desplazada entre sí de las mismas secuencias de código en varias pistas de código, se puede realizar una iluminación homogénea de los elementos de código que van a ser explorados de las varias pistas de código con el haz de exploración común.

Una segunda configuración especialmente ventajosa de la invención es que la segunda pista de código no solo se aprovecha para derivar señales de exploración de otros elementos de código, sino que también se aprovecha para generar señales de exploración redundantes que también se obtienen a través de la exploración de la primera pista de código. Para ello está asignado al menos un detector para formar una señal de exploración redundante a un elemento de código de la secuencia en la segunda pista de código, al que también está asignado un detector para formar una señal de exploración en la primera pista de código. Con ello, las señales de exploración redundantes obtenidas de manera sencilla a partir de la primera pista de código así como a partir de la segunda pista de código están proporcionadas a la unidad de evaluación.

Resulta ventajoso si la unidad de evaluación comprende dispositivos de comparación, a cada uno de los cuales están proporcionadas dos señales de exploración de detectores, que presentan en la dirección de medición la misma distancia que dos zonas parciales dispuestas consecutivamente en la dirección de medición, y si los dispositivos de comparación están diseñados... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de medición de posición con -un portacódigos (1) sobre el que está prevista una primera pista de código (11) y una segunda pista de código (12) que discurre en paralelo a esta, y la primera pista de código (11) y la segunda pista de código (12) presentan respectivamente la misma secuencia de elementos de código (C1 -C16) , en el que cada elemento de código (C1 -C16) se compone de dos zonas parciales (C1A, C1B -C16A, C16B) con propiedades complementarias entre sí, que están dispuestas consecutivamente en la dirección de medición X;

-un dispositivo de exploración (2) con varios detectores (E1 -E10; F1 -F10) para explorar los elementos de código (C1 -C16) y para formar al menos una señal de exploración (SE1 -SE10; SF1 -SF10) dentro de respectivamente una de las zonas parciales (C1A, C1B -C16A -C16B) de los elementos de código (C1 -C16) ; -una unidad de evaluación (4) , diseñada para generar informaciones de código (B1 -B4) a partir de las señales de exploración (SE1 -SE10; SF1 -SF10) y para formar una palabra de código (W1 -W16) a partir de las informaciones de código (B1 -B4) , en el que la unidad de evaluación (4) forma la palabra de código (W1 -W16) que define inequívocamente la posición absoluta en la dirección de medición (X) , al estar compuesta la palabra de código (W1 -W16) por informaciones de código N (B1, B2) de elementos de código consecutivos (C1 -C16) de la primera pista de código (11) y por informaciones de código K (B3, B4) de elementos de código consecutivos (C1 -C16) de la segunda pista de código (12) , con N y K mayores que 1.

2. Dispositivo de medición de posición de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que las dos zonas parciales (C1A, C1B -C16A -C16B) de un elemento de código (C1 -C16) presentan propiedades ópticas complementarias entre sí, y por que las pistas de código (11, 12) se iluminan por un haz de exploración común (A) .

3. Dispositivo de medición de posición de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la secuencia de los elementos de código (C1 -C16) de la segunda pista de código (12) está dispuesta en el portacódigos (1) de manera desplazada con respecto a la secuencia de los elementos de código (C1 -C16) de la primera pista de código (11) en la dirección de medición X, de tal forma que los elementos de código (C1 -C16) que forman la palabra de código (W1 -W16) de la primera pista de código (11) y de la segunda pista de código (12) se solapan al menos parcialmente.

4. Dispositivo de medición de posición de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que el desplazamiento es V = N/2 + K/2 elementos de código (C1 -C16) .

5. Dispositivo de medición de posición de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la unidad de evaluación (4) comprende dispositivos de comparación (T1 -T16) , a cada uno de los cuales están proporcionadas dos señales de exploración (SE1 -SE10; SF1 -SF10) de detectores (E1 -E10; F1 -F10) , que presentan en la dirección de medición X la misma distancia que dos zonas parciales (C1A, C1B -C16A -C16B) dispuestas consecutivamente en la dirección de medición X, y por que los dispositivos de comparación (T1 -T16)

están diseñados respectivamente para generar la información de código (B1 -B4) mediante la comparación de las señales de exploración (SE1 -SE10; SF1 -SF10) proporcionadas.

6. Dispositivo de medición de posición de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que un detector (F2) para formar una señal de exploración redundante (SF2) está asignado al menos a un elemento 45 de código (C3) de la secuencia en la segunda pista de código (12) , al que también está asignado un detector (E10) para formar una señal de exploración (SE10) en la primera pista de código (11) .

7. Dispositivo de medición de posición de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por que las señales de exploración redundantes (SE10, SF2) de la primera pista de código (11) y de la segunda pista de código (12) están 50 proporcionadas a la unidad de evaluación (4) para comparar la señal de exploración redundante (SE10) derivada de la primera pista de código (11) con una señal de exploración (SE8) de la primera pista de código (11) y la señal de exploración redundante (SF2) derivada de la segunda pista de código (12) con una señal de exploración (SF4) de la segunda pista de código (12) .

8. Dispositivo de medición de posición de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los detectores (E1 -E10; F1 -F10) están dispuestos en la dirección de medición X a distancias correspondientes a la mitad de la longitud de una zona parcial (C1A -C16A, C1B -C16B) .

9. Dispositivo de medición de posición de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por 60 que una pista de incremento (13) está dispuesta en paralelo a las varias pistas de código (11, 12) .

10. Dispositivo de medición de posición de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las pistas de código (11, 12) están dispuestas con forma de anillo circular y la anchura de sector de los elementos de código (C1 -C16) de las varias pistas de código (11, 12) es idéntica en cada caso.

11. Dispositivo de medición de posición de acuerdo con las reivindicaciones 9 y 10, caracterizado por que K es menor que N, y por que la pista de incremento (13) está dispuesta sobre un radio RI, la primera pista de código (11) está dispuesta sobre un radio RN y la segunda pista de código (12) está dispuesta sobre un radio RK, con RI>RN>RK.