Codificación del ángulo absoluto y dispositivo de medición de ángulos.

Dispositivo de medición del ángulo absoluto con una codificación angular (1,

10), que presenta varias secuencias de códigos (A, B) dispuestas dentro de 360º, que presenta una longitud (LA) y codifican en combinación los 360º de una manera unívoca absoluta, cuya primera secuencia de códigos (A) tiene una primera longitud (LA) y está dispuesta NA veces en sucesión, y cuya segunda secuencia de códigos (B) tiene una segunda longitud (LB) y está dispuesta NB veces en sucesión, donde NA es mayor que o igual a 2; NB es mayor que o igual a 2; NA no es igual a NB; la primera longitud LA no es igual a la segunda longitud LB; y la primera secuencia de códigos (A) y la segunda secuencia de códigos (B) están dispuestas en una pista común en virtud de que una parte de la primera secuencia de códigos (A) y una parte de la segunda secuencia de códigos (B), respectivamente, están dispuestas alternativamente; una disposición de detector (2, 20) para explorar la primera y la segunda secuencias de códigos (A, B) de la codificación de ángulos (1, 10) y para generar, respectivamente, una primera palabra de códigos (w), que se produce cuando se escanea una de las primeras secuencias de códigos (A) y su continuación cíclica, y una segunda palabra de códigos (w) que se produce cuando se escanea una de las segundas secuencias de códigos (B) y su continuación cíclica, y un dispositivo de decodificación (3, 30) para decodificar la primera palabra de códigos (w) y la segunda palabra de códigos (w) y para generar un valor de posición (POS) a partir de ellas, pudiendo generarse una pluralidad de diferentes valores de posición (POS) sobre 360º.

Codificacion del angulo absoluto y dispositivo de medicion de angulos.

En muchos campos se emplean muchas veces dispositivos de medicion del angulo absoluto para la determinacion de la posicion de dos cuerpos moviles relativamente entre si. Los dispositivos de medicion del angulo absoluto tienen, frente a los sistemas de medicion puramente incremental, la ventaja de que en cualquier posicion relativa se puede emitir, tambien despues de una interrupcion de la energia de alimentacion, inmediatamente una informacion de la posicion correcta.

La posicion absoluta se incorpora en este caso por una codificacion del angulo. Ahorra especialmente espacio la disposicion de la informacion de la posicion en una unica pista de codigo con elementos de codigo dispuestos unos detras de los otros. Los elementos de codigos estan dispuestos en este caso unos detras de los otros en dispositivo pseudoaleatoria, de manera que un numero determinado de elementos de codigos dispuestos en sucesion forma, respectivamente, una palabra de codigos, que define de una manera univoca la posicion absoluta. En el caso de desplazamiento de la instalacion de exploracion con relacion a la codificacion angular en la medida de un unico elemento de codigo se forma ya una nueva palabra de codigo y sobre toda la circunferencial (360°) a detectar de forma absoluta esta disponible una secuencia de diferentes palabras de codigos. Un codigo en serie o en secuencia de este tipo se designa tambien con frecuencia como codigo de cadenas o como codigo pseudo-aleatorio (PRC) .

Para la determinacion de la posicion absoluta a partir de las palabras de codigos exploradas - llamada tambien decodificacion- se emplea una tabla de decodificacion, en la que a cada palabra de codigo esta asociada una posicion. Para la asociacion de la posicion absoluta a una palabra de codigo explorada, la palabra de codigos forma la direccion para la tabla de decodificacion, de manera que en la salida se encuentra la posicion absoluta depositada para esta palabra de codigos y esta disponible para el procesamiento posterior. Estas tablas no volatiles pueden estar disenadas actualmente cableadas con hardware en un ASIC, para posibilitar un acceso rapido.

Los requerimientos planteados a la resolucion de dispositivos de medicion angular son cada vez mas altos, de manera que se pueden codificar univocamente muchas posiciones sobre 360°. Cuantas mas posiciones deben codificarse, tanto mas costosa es la decodificacion siguiente. En una codificacion en serie es problematico que para una alta resolucion deben generarse y decodificarse muchisimas palabras de codigos diferentes. Si la decodificacion se realiza por medio de Tablas, es necesaria una tabla grande, en la que para cada palabra de codigo posible esta depositada una posicion absoluta correspondiente. Si se realiza la decodificacion por medio de un ordenador, esto conduce a tiempos de calculo relativamente largos.

El documento US 6.330.522 B1 muestra una medida sobre como se puede configurar una codificacion angular y un dispositivo de medicion de angulos, para reducir el gasto de la decodificacion. En este caso, se dispone una primera secuencia de codigos de una primera longitud y una segunda secuencia de codigos de una segunda longitud en pistas que se extienden paralelas entre si sobre 360°. La primera secuencia de codigos esta dispuesta cinco veces sobre 360° y la segunda secuencia de codigos esta dispuesta catorce veces sobre 360°. La anchura binaria de la primera secuencia de codigos se diferencia de la anchura binaria de la segunda secuencia de codigos. La instalacion de decodificacion presenta una primera reserva de valores para la decodificacion de la primera secuencia de codigos asi como una segunda reserva de valores para la decodificacion de la segunda secuencia de codigos. La posicion absoluta es univoca a traves de la combinacion de las dos posiciones parciales en cualquier lugar sobre 360°.

En una disposicion paralela de las secuencias de codigos es un inconveniente, por una parte, la sensibilidad Moiree en la exploracion asi como las posiciones relativamente pocas que se pueden codificar absolutas sobre 360°.

Por lo tanto, el cometido de la invencion es indicar un dispositivo de medicion del angulo, con el que se pueden codificar de una manera univoca una pluralidad de posiciones sobre 360°, y con el que se posibilita una decodificacion sencilla de las decencias de palabras de codigos generadas a traves de la exploracion de esta codificacion de angulos.

Este cometido se soluciona por medio de la codificacion de angulos indicada en la reivindicacion 1.

La codificacion del angulo absoluto utilizada a tal fin presenta varias secuencias de codigos dispuestas dentro de 360°, que codifican en combinacion de una manera univoca absoluta los 360°. La primera secuencia de codigos presenta una primera longitud LA y esta dispuesta NA veces en sucesion, y la segunda secuencia de codigos tiene una segunda longitud LB y esta dispuesta NB veces en sucesion, donde NA es mayor que o igual a 2 asi como un numero entero o un numero no entero, NB es mayor que o igual a 2 asi como un numero entero o un numero no entero; NA no es igual a NB; LA y LB son numeros enteros; LA no es igual a LB.

Ademas, la primera secuencia de codigos y la segunda secuencia de codigos estan dispuestas en una pista comun en virtud de que una parte de la primera secuencia de codigos y una parte de la segunda secuencia de codigos, respectivamente, estan dispuestas alternativamente. En particular, a un elemento de codigo de la primera secuencia de codigos sigue en cada caso un unico elemento de codigo de la segunda secuencia de codigos y a un elemento de codigo de la segunda secuencia de codigos sigue en cada caso un unico elemento de codigos de la primera secuencia de codigos.

Las secuencias de codigos estan dispuestas en este caso en forma circular en un disco o sobre la circunferencia de un tambor concentricamente al punto de giro. Una parte de la secuencia de codigos significa que esta pueden ser uno o varios elementos de codigos en sucesion de esta decencia de codigos. En los ejemplos de realizacion siguientes, esta parte es, respectivamente, un unico elemento de codigo. En este caso, un elemento de codigo es, respectivamente, una zona de la codificacion de angulos, a partir de la cual se puede derivar un bit 0 o 1.

Secuencia de codigos significa una sucesion de varios elementos de codigos, que define sobre toda la longitud de la secuencia de codigos diferentes posiciones en el reticulo de un elemento de codigo.

Codigo de secuencia seguido ciclicamente significa que en el final de la secuencia de codigos se conecta de nuevo el comienzo de esta misma secuencia de codigos.

La longitud de una secuencia de codigos define el sector angular, que incluye una secuencia de codigos. Puesto que los elementos de codigos de todas las secuencias de codigos incluyen en cada caso los mismos sectores angulares, la longitud de la secuencia de codigos es igual al numero de los elementos de codigos dentro de la secuencia de codigos y, por lo tanto, el numero de los bits que se pueden derivar de ello.

Para la generacion de una interferencia de las posiciones de ambas secuencias de codigos, la longitud de la primera secuencia de codigos no es de manera ventajosa un multiplo de la longitud de la segunda secuencia de codigos. La longitud de la interferencia de las secuencias de codigos es maxima, cuando la longitud de la primera secuencia de codigos se diferencia de la longitud de la segunda secuencia de codigos en 1, es decir, que una de las dos secuencias de codigos presenta un unico elemento de codigo mas que la otra de las dos secuencias de codigos.

Se obtiene una primera codificacion angular facil de decodificar cuando sobre 360° la primera secuencia de codigos esta dispuesta NA veces y la segunda secuencia de codigos esta dispuesta NB veces, siendo NA y NB numero entero.

Esta codificacion angular, que se puede decodificar de manera especialmente sencilla sin fin sobre toda la circunferencia (360°) , tiene M1 posiciones absolutas diferentes sobre 360°, cuando esta presenta un numero M1 = 2 * KGV (LA, LB) de elementos de codigos, con

KGV (LA, LB) = multiplo comun minimo de LA y LB LA = longitud de la primera secuencia de codigos A LB = longitud de la segunda secuencia de codigos B.

Para NA se aplica entonces: NA = KGV (LA, LB) / LA Para NB se aplica entonces: NB = KGV (LA, LB) / LA El numero maximo de posiciones diferentes se puede alcanzar cuando LA se diferencia... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de medicion del angulo absoluto con una codificacion angular (1, 10) , que presenta varias secuencias de codigos (A, B) dispuestas dentro de 360°, que presenta una longitud (LA) y codifican en combinacion los 360° de una manera univoca absoluta, cuya primera secuencia de codigos (A) tiene una primera longitud (LA) y esta dispuesta NA veces en sucesion, y cuya segunda secuencia de codigos (B) tiene una segunda longitud (LB) y esta dispuesta NB veces en sucesion, donde NA es mayor que o igual a 2; NB es mayor que o igual a 2; NA no es igual a NB; la primera longitud LA no es igual a la segunda longitud LB; y la primera secuencia de codigos (A) y la segunda secuencia de codigos (B) estan dispuestas en una pista comun en virtud de que una parte de la primera secuencia de codigos (A) y una parte de la segunda secuencia de codigos (B) , respectivamente, estan dispuestas alternativamente; una disposicion de detector (2, 20) para explorar la primera y la segunda secuencias de codigos (A, B) de la codificacion de angulos (1, 10) y para generar, respectivamente, una primera palabra de codigos (w) , que se produce cuando se escanea una de las primeras secuencias de codigos (A) y su continuacion ciclica, y una segunda palabra de codigos (w) que se produce cuando se escanea una de las segundas secuencias de codigos (B) y su continuacion ciclica, y un dispositivo de decodificacion (3, 30) para decodificar la primera palabra de codigos (w) y la segunda palabra de codigos (w) y para generar un valor de posicion (POS) a partir de ellas, pudiendo generarse una pluralidad de diferentes valores de posicion (POS) sobre 360°.

2. Dispositivo de medicion del angulo absoluto de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizadoº porque la primera longitud (LA) de la primera secuencia de codigos (A) no es un multiplo entero de la segunda longitud (LB) de la segunda secuencia de codigos (B) .

3. Dispositivo de medicion del angulo absoluto de acuerdo con la reivindicacion 2, caracterizado porque la longitud (LA) de la primera secuencia de codigos (A) difiere de la longitud (LB) de la segunda secuencia de codigos (B) en 1.

4. Dispositivo de medicion del angulo absoluto de acuerdo con una de as reivindicaciones precedentes, caracterizado porque NA y NB son enteros.

5. Dispositivo de medicion del angulo absoluto de acuerdo con la reivindicacion 4, caracterizadoº porque un elemento de codigo de la primera secuencia de codigos (A) y un elemento de codigos de la segunda secuencia de codigos (B) estan dispuestos de forma alternativa, yun numero M1 = 2 *KGV (LA, LB) de elementosde codigosesta dispuesto sobre 360°, donde KGV (LA, LB) = multiplo comun minimo de LA y LB LA = longitud de la primera secuencia de codigos A LB = longitud de la segunda secuencia de codigos B.

6. Dispositivo de medicion del angulo absoluto de acuerdo con la reivindicacion 5, caracterizadoº porque un numero M1 = 2 * LA * LB) de elementos de codigos esta dispuesto sobre 360°, donde LA = longitud de la primera secuencia de codigos A; LB = longitud de la segunda secuencia de codigos B.

7. Dispositivo de medicion del angulo absoluto de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores 1 a 3, caracterizadoº porque sobre 360° esta dispuesto un numero M2 < 2 * KGV (LA, LB) de elementos de codigos, con KGV (LA, LB) = multiplo comun minimo de LA y LB, LA = longitud de la primera secuencia de codigos A, LB = longitud de la segunda secuencia de codigos B.

8. Dispositivo de medicion del angulo absoluto de acuerdo con la reivindicacion 7, caracterizadoº porque sobre 360° esta dispuesto un numero M2 < 2 * (KGV (LA, LB) -E * LA) o un numero M2 < 2 * (KGV (LA, LB) -E * LB) , con E numero entero > 0.

º. Dispositivo de medicion del angulo absoluto de acuerdo con la reivindicacion 7 u 8, caracterizadoº porque sobre 360° estan dispuestos M2 = 2k elementos de codigos, con k > 4 y numero entero.

10. Dispositivo de medicion del angulo absoluto de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizadoº porque concentricamente a la codificacion del angulo absoluto (1, 10) esta dispuesta una pista incremental (4, 40) y dentro de un elemento de codigo esta dispuesto un numero entero de periodos de division incremental.

11. Dispositivo de medicion del angulo absoluto de acuerdo con la reivindicacion 10, caracterizadoº porque concentricamente a la codificacion del angulo absoluto (1, 10) esta dispuesta una unica pista incremental (4, 40) y dentro de un elemento de codigo esta dispuesto un numero entero mayor que 1 periodo de division incremental.

12. Dispositivo de medicion del angulo absoluto de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la instalacion de decodificacion (3, 30) presenta una primera reserva de valores (TA) para la decodificacion de una primera secuencia de palabras de codigos (w) , que aparece, respectivamente, durante la exploracion de una de las primeras secuencias de codigos (A) asi como de su continuacion ciclica, y la instalacion de decodificacion (3, 30) presenta una segunda reserva de calores (TB) para la decodificacion de una segunda secuencia de palabras de codigos (w) , que aparece, respectivamente, durante la exploracion de una de las segundas secuencias de codigos

(B) asi como de su continuacion ciclica.

13. Dispositivo de medicion del angulo absoluto de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a º, caracterizado

porque la instalacion de decodificacion (30) presenta una primera reserva de valores (TA) para la decodificacion de una primera secuencia de palabras de codigos (w) , que aparece, respectivamente, durante la exploracion de una de las primeras secuencias de codigos (A) asi como de su continuacion ciclica, y la instalacion de decodificacion (3, 30) presenta una segunda reserva de calores (TB) para la decodificacion de una segunda secuencia de palabras de codigos (w) , que aparece, respectivamente, durante la exploracion de una de las segundas secuencias de codigos

(B) asi como de su continuacion ciclica, y la instalacion de decodificacion (30) presenta otra reserva de valores (TSTA, TST) , que es adecuada para la decodificacion de una interrupcion (ST) de la primera secuencia de codigos (A) y/o de la segunda secuencia de codigos (B) .

14. Dispositivo de medicion del angulo absoluto de acuerdo con la reivindicacion 13, caracterizadoº porque la otra reserva de valores (TSTA, TST) , esta memorizada en una memoria de valor fijo programable y la primera reserva de

valores (TA) asi como la segunda reserva de valores (TB) esta cableada fija.