[发明专利]电磁编码器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁编码器。特别地，本发明涉及一种高精度和低成本的电磁编码器，该电磁编码器适用于测径器(caliper)、指示器、线性标尺、千分尺等，该电磁编码器通过利用小的刻度盘宽度(scale width)、即编码器宽度来减少偏移而实现大的信号强度，该电磁编码器在俯仰方向(pitchingdirection)上的变化强。

背景技术

如专利文献1和专利文献2所公开的那样，以及如图1中所示的专利文献2的示例，已知的电磁编码器具有：沿测量方向配置在刻度盘(scale)10上的多个刻度线圈(scale coil)14、16；以及配置在栅格(grid)(也称为滑动件)12上的发送线圈24、26和接收线圈20、22，栅格12能在测量方向上相对于刻度盘10移动。在电磁编码器中，基于在激励发送线圈时接收线圈经由刻度线圈而检测到的磁通量的变化来检测刻度盘10和栅格12之间的相对移动量。如图1所示，电磁编码器还具有发送控制器28和接收控制器30。

如图2所示，为了减少电磁编码器中的作为多余信号的偏移，由发送线圈24产生的磁场被抵消，并且在净零区域(net-zero area)(图2的示例中的两侧的发送线圈之间的中间区域)设置接收线圈20。顺便提及，在专利文献2中，如图3所示，除了图2所示的第1发送线圈24和第1接收线圈20的构造以外，在第2发送线圈26的两侧设置第2接收线圈22。

但是，由于上述构造需要三列刻度线圈并且使得刻度线圈的布线较长，因此，产生的感应电流被刻度线圈自身的阻抗衰减，并且难以获得强信号。

为了解决该问题，本申请人在专利文献3中提出了如下方案：多个发送线圈、多个接收线圈和多个刻度线圈关于刻度盘的中心对称地设置，并且关于刻度盘的中心对称地设置的刻度线圈中的一个刻度线圈相对于另一刻度线圈错开(displace)1/2相位。

专利文献1：日本特开平10-318781号公报

专利文献2：日本特开2003-121206号公报(图1、图2和图3)

专利文献3：日本特开2009-186200号公报

但是，由于在刻度盘宽度方向上需要多列刻度线圈，因此，刻度盘宽度、即编码器宽度变大，而长度变小。此外，编码器在俯仰方向上的变化弱，而在横摆方向(yaw direction)上的变化强。

发明内容

提供本发明以解决传统技术中的该问题。本发明的非限制性特征的优点在于提供高精度和低成本的电磁编码器，该电磁编码器通过利用小的刻度盘宽度、即编码器宽度来减少偏移而实现大的信号强度，该电磁编码器在俯仰方向上的变化强。

根据本发明，为了解决传统问题，电磁编码器包括多个刻度线圈，其沿测量方向配置在刻度盘上；以及发送线圈和多个接收线圈，所述发送线圈和所述多个接收线圈配置在栅格上，所述栅格能在所述测量方向上相对于所述刻度盘移动，其中，基于在激励所述发送线圈时所述多个接收线圈经由所述多个刻度线圈而检测到的磁通量的变化来检测所述刻度盘和所述栅格之间的相对移动量。所述接收线圈在所述测量方向上被配置成多个组，多组接收线圈中的一组接收线圈相对于所述多组接收线圈中的另一组接收线圈错开1/2刻度节距的相位。

根据本发明，所述接收线圈被互相连接，以获得所述多组接收线圈的输出差。

根据本发明，所述电磁编码器还包括具有不同刻度节距的多个轨道，在所述轨道中设置所述刻度线圈、所述发送线圈和所述接收线圈，使得能够测量绝对位置。

根据本发明，可通过减小刻度盘宽度、即编码器宽度来使编码器小型化。此外，由于能够使发送线圈的整个长度比专利文献3中的发送线圈的整个长度小，因此，能够增大接收信号强度。此外，能够减小编码器的总面积，由此能提供小尺寸的编码器。此外，通过沿测量方向设置多个接收线圈，可以实现在俯仰方向上的变化强的编码器。

附图说明

以下借助于本发明的示例性实施方式的非限制性示例并且参考提到的所说明的多个附图进一步详细地描述本发明，其中，在所有的多个视图中，相同的附图标记表示相同的部件，图中：

图1是示出专利文献2中描述的传统的电磁编码器的整体构造的立体图；

图2是示出专利文献2中描述的传统的电磁编码器中的栅格上的线圈位置以及第一效果的平面图；

图3是示出专利文献2中描述的传统的电磁编码器中的栅格上的线圈位置以及第二效果的平面图；

图4是示出根据本发明的第一实施方式的栅格和刻度盘的平面图；