[发明专利]位置测量装置的扫描单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种位置测量装置的扫描单元。

背景技术

如比如在US 2004/0263846A1中所说明的一样的位置测量装置用 于测量长度及位移，并且尤其在加工机械上用于测量工具关于有待加 工的工件的相对运动，在坐标测量机上并且更多地也在半导体工业上 用于晶片的定位。

对位置测量装置的要求越来越高，现在不断要求位置测量的更高 的分辨率以及更高的精度和可再现性。在这种情况下，应该存在紧凑 的机械结构并且测量值产生及测量值传输应该简单且无干扰。

紧凑的结构和无干扰的测量值产生及测量值传输使越来越多的电 气元件集成在扫描单元本身中。因此，为此越来越多地使用传感器芯 片，在所述传感器芯片中在最小的空间中布置一排扫描传感器，比如 在使用能够光电扫描的标尺时的光敏探测器，以及信号处理器件比如 A/D-转换器、放大器、微处理器及接口。此外，有待由所述位置测量 装置的扫描单元扫描的测量刻度越来越精细并且所述扫描单元相对于 标尺的移动速度越来越高，这导致由所述信号处理器器件处理的扫描 信号的频率显著提高。对这种处理来说所必需的放大器产生较多热量。 由此在所述扫描单元中产生越来越多的热量。这种热量一方面以不利 方式影响电气元件本身，因为这降低了使用寿命并且随着时间的推移 特性数据发生变化。另一方面，所述热量也对所述扫描单元的机械结 构产生不利影响，因为所述扫描单元的部件不确定地膨胀，这会导致 测量误差。

发明内容

因此，本发明的任务是说明一种扫描单元，利用该扫描单元能够 达到高测量精度。

按本发明，该任务通过一种按本发明的扫描单元得到解决。位置 测量装置的用于对标尺的测量刻度进行扫描的扫描单元具有至少一个 设在所述扫描单元的内腔中的产生热量的电气元件；基体，该基体能 够固定地安装在待测的物体上，并且其中所述基体以第一接触面在所 述待测的物体的第一位置上相接触，并且具有带有第二接触面的接触 元件，所述第二接触面在安装所述基体时在所述待测的物体的第二位 置上相接触，以及导热路径，该导热路径设计用于将在所述电气元件 上产生的热量从所述扫描单元的内腔传递给所述接触元件，其中，所 述导热路径包括处于所述电气元件和所述接触元件之间的导热元件， 其中，所述第二接触面构造为弹性柔性的。

利用本发明，能够实现扫描单元的紧凑结构，其中也能够实现高 测量精度及能够再现的位置测量。

这一点通过位置测量装置的用于对标尺的测量刻度进行扫描的扫 描单元来实现，所述扫描单元具有：

至少一个设在所述扫描单元的内腔中的产生热量的电气元件；

基体，该基体能够固定地安装在待测的物体上，并且其中所述基 体以第一接触面在待测的物体的第一位置上相接触；

具有第二接触面的接触元件，该第二接触面在安装所述基体时在 待测的物体的第二位置上相接触，以及

导热路径，该导热路径设计用于将在电气元件上产生的热量从所 述扫描单元的内腔传递到所述接触元件上。

如果所述第二接触面构造为弹性柔性的，则获得特别有利的结构。 为此，所述第二接触面是有弹性的板的一部分，该板构造为能够朝待 测的物体的第二位置的方向弹性偏移。作为替代方案，所述第二接触 面或者说所述接触元件可以借助于弹性的器件柔性地布置在所述基体 上。这些弹性的器件可以同时行使在所述接触元件和基体之间的密封 功能。

所述第二接触面优选是能够拆下的盖板的组成部分，所述盖板将 所述扫描单元的内腔盖住。

所述第一接触面在未安装的状态中相对于所述第二接触面缩进。 由此所述第一接触面只有在所述第二接触面已经接触到待测的物体之 后才接触到所述待测的物体。

优选所述接触元件相对于所述基体绝热地布置，从而不会将排出 的热量传递到所述基体上。

从产生热量的电气元件到所述接触元件的导热路径优选包括构造 为弹性的导热元件。优选该导热元件也构造为电绝缘的。这个导热元 件尤其夹紧地布置在所述产生热量的电气元件和所述接触元件之间。 所述导热元件在此一方面接触所述电气元件并且另一方面传递热量地 接触所述接触元件。

所述一同确定位置测量的精度的扫描板优选固定在所述基体上。

附图说明

借助于实施例对本发明进行详细解释。其中：