【手続補正書】
【提出日】平成22年2月15日(2010.2.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査装置（２０）がスケール本体（１０）に対して相対運動中に変化する傾転角度（Θ）だけ回転された、測定方向（Ｘ）にスケール本体（１０）と相対的に可動する走査装置（２０）によって読取り可能である少なくとも１つの増分トラック（１１）をスケール本体（１０）上に有する位置測定装置（１）での傾斜誤差算出用の回路配置において、
−走査装置（２０）が測定方向（Ｘ）と垂直に第１走査領域（２１）と、第２走査領域（３１）とを有し、
−第１走査領域（２１）による少なくとも１つの増分トラック（１１）の読出し時に少なくとも１つの第１位置信号（４０、４１、４２、４３）と、第２走査領域（３１）による読出し時に少なくとも１つの第２位置信号（５０、５１、５２、５３）とが発生可能である回路配置であって、
−少なくとも１つの第１位置信号（４０、４１、４２、４３）と、少なくとも１つの第２位置信号（５０、５１、５２、５３）とが演算ユニット（１００）に供給され、この演算ユニットによって少なくとも１つの第１位置信号（４０、４１、４２、４３）と、少なくとも１つの第２位置信号（５０、５１、５２、５３）とから加算操作および／または減算操作によって少なくとも１つの傾斜誤差信号（ＶＫ１、ＶＫ２、ＶＫ３）が発生可能であり、該傾斜誤差信号の振幅が傾転角度（Θ）の目安である傾斜角度（ψ）によって決定されることを特徴とする、回路配置。
【請求項２】
前記演算ユニット（１００）は、少なくとも１つの差分増幅器（１０１、１０２）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の回路配置。
【請求項３】
少なくとも１つの傾斜誤差信号（ＶＫ１、ＶＫ２、ＶＫ３）から傾転角度（Θ）に相当する傾斜誤差値（ＶＲ）が、評価ユニット（１２０）内で算出可能であることを特徴とする、請求項１または２に記載の回路配置。
【請求項４】
走査装置（２０）がスケール本体（１０）に対して相対運動中に変化する傾転角度（Θ）だけ回転された、測定方向（Ｘ）にスケール本体（１０）と相対的に可動する走査装置（２０）によって読取り可能である少なくとも１つの増分トラック（１１）をスケール本体（１０）上に有する位置測定装置（１）での傾斜誤差算出方法において、
−走査装置（２０）が測定方向（Ｘ）と垂直に第１走査領域（２１）と、第２走査領域（３１）とを有し、
−第１走査領域（２１）による少なくとも１つの増分トラック（１１）の読出し時に少なくとも１つの第１位置信号（４０、４１、４２、４３）と、第２走査領域（３１）による読出し時に少なくとも１つの第２位置信号（５０、５１、５２、５３）とが発生可能である方法であって、
−演算ユニット（１００）で少なくとも１つの第１位置信号（４０、４１、４２、４３）と少なくとも１つの第２位置信号（５０、５１、５２、５３）とから加算操作および／または減算操作によって少なくとも１つの傾斜誤差信号（ＶＫ１、ＶＫ２、ＶＫ３）が発生可能であり、該傾斜誤差信号の振幅が傾転角度（Θ）の目安である傾斜角度（ψ）によって決定されることを特徴とする方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの傾斜誤差信号（ＶＫ１、ＶＫ２、ＶＫ３）は、少なくとも１つの差分増幅器（１０１、１０２）によって発生されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つの傾斜誤差信号（ＶＫ１、ＶＫ２、ＶＫ３）から傾転角度（Θ）に対する目安である傾斜誤差値（ＶＲ）が、評価ユニット（１２０）内で算出されることを特徴とする、請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
第１差分増幅器（１０１）により第１傾斜誤差信号（ＶＫ１）と、第２差分増幅器（１０２）により第２傾斜誤差信号（ＶＫ２）とが、演算ユニット（１００）内で発生されることを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
第１傾斜誤差信号（ＶＫ１）および第２傾斜誤差信号（ＶＫ２）が９０°の位相シフトを有し、傾斜誤差値（ＶＲ）として第１傾斜誤差信号（ＶＫ１）および第２傾斜誤差信号（ＶＫ２）から形成された複雑な位置信号の量が、評価ユニット（１２０）内で算出されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
第１傾斜誤差信号（ＶＫ１）が傾斜角度（ψ）の正弦に、かつ第２傾斜誤差信号（ＶＫ２）が傾斜角度（ψ）の余弦に依存し、評価ユニット（１２０）で傾斜誤差値（ＶＲ）を算出するため、第１傾斜誤差信号（ＶＫ１）と第２傾斜誤差信号（ＶＫ２）とが除算されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
比較器（１２３）内での基準信号と第１傾斜誤差信号（ＶＫ１）との比較時に、計数ユニット（１２４）の計数状態が傾斜誤差値（ＶＲ）である、この計数ユニット（１２４）の計数方向が規定され、トリガユニット（１２５）が、第１傾斜誤差信号（ＶＫ１）の極大または極小で計数ユニット（１２４）へ１つの計数パルスを送信し、基準信号が計数ユニット（１２４）の計数状態に基づき、基準信号と第１傾斜誤差信号（ＶＫ１）の振幅とが近似するように変化されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
さらに第２傾斜誤差信号（ＶＫ２）に対して１８０°の位相シフトを有する第３傾斜誤差信号（ＶＫ３）が、演算ユニット（１００）内で形成され、第２傾斜誤差信号（ＶＫ２）および第３傾斜誤差信号（ＶＫ３）が評価ユニット（１２０）でｎタップ（１２１．１、１２１．２、１２１．３、…１２１．ｎ）を有する分圧器（１２１）の外部端子に接続され、タップ（１２１．１、１２１．２、１２１．３、…１２１．ｎ）の各々１つが切換ユニット（１２２）を利用して基準信号として比較器（１２３）に接続可能であり、切換ユニット（１２３）にタップ（１２１．１、１２１．２、１２１．３、…１２１．ｎ）の選択のために計数ユニット（１２４）の計数状態が供給されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
１つのトリガ信号（ＶＴ）が、トリガユニット（１２５）内で第３差分増幅器（１２６）を利用して少なくとも１つの第１位置信号（４０、４１、４２、４３）と少なくとも１つの第２位置信号（５０、５１、５２、５３）とから発生され、このトリガ信号が、第１傾斜誤差信号（ＶＫ１）に対して９０°だけ位相シフトしており、トリガ信号（ＶＴ）が、零通過検出器（１２７）に供給され、前記検出器が、トリガ信号（ＶＴ）の正または負の零通過時に１つの計数パルスを計数ユニット（１２４）へ出力することを特徴とする、請求項１０または１１に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】位置測定装置での傾斜誤差算出用の回路配置および方法
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の序文記載の位置測定装置での傾斜誤差算出用の回路配置に関する。このような回路配置は、位置測定装置のスケール本体と走査装置との間に発生するガイド誤差を算出することを可能にする。さらに、本発明は請求項４の序文記載の位置測定装置での傾斜誤差算出用の方法に関する。位置測定装置は多数の印刷物から知られている。該位置測定装置は特に、たとえば工作機械または測定機械における機械部分の相対変位または絶対位置の決定に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
この種の位置測定装置は本質的に１つまたは複数のピッチトラックが取り込まれたスケール本体と、ピッチトラックを走査し、経路もしくは角度変化を電気信号に変換する走査装置とからなる。測長ユニットにおいてスケール本体は好ましくはスケールとして形成されている。測長装置が相対的な機械運動の測定に使用されるとき、スケールはたとえば機械に固定して取り付けることができ、一方、走査ユニットは機械可動部分、たとえばサドルに固定され、該サドルの機械に対する相対運動を測定するものである。サドルの移動運動時に走査ユニットは走査面で測定方向へスケール上に配置されたスケール面内にあるピッチトラックと平行に移動し、ピッチトラックを走査する。その際にスケールに対する走査ユニットの相対位置を表示する位置信号が得られる。
【０００３】
相対的な機械運動の測定は、機械ガイドが不正確であるとき、特に走査ユニットがスケール面と相対的に走査面内で傾斜運動を実施する一方、該走査ユニットがスケールに沿って移動されるとき誤差が生じ得る。この種の傾斜運動は一方でサドルのガイドが不正確であり、他方ではスケールが測定長にわたり測定方向に対して横方向の歪みを有することによって成立し得る。
【０００４】
特許文献１は、走査ユニットが測定方向に対して垂直に複数の走査領域を有し、これらの領域が複数の測定トラック内の１つのピッチトラックかまたは複数の平行に延伸するピッチトラックのいずれかを同時に走査する経路測定装置を記載する。このピッチトラックは、好ましくは増分トラックである。複数の走査領域から発生した位置信号の中にスケールと相対的に走査ユニットの傾転の寸法に関する情報が含まれている。
【特許文献１】欧州特許第０５５５５０７号明細書（ＥＰ０５５５５０７Ｂ１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、スケールに対する走査ユニットの傾転が算出可能である回路配置を示すことである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は請求項１に記載の回路配置によって解決される。この回路配置の好ましい詳細は請求項１に従属する請求項から生じる。
【０００７】
さらに本発明の課題は、スケールに対する走査ユニットの傾転の算出方法を示すことである。
【０００８】
この課題は請求項４に記載の方法によって解決される。この方法の好ましい詳細は請求項４に従属する請求項から生じる。
【発明の効果】
【０００９】
以下に、スケール本体で走査装置のガイドが実施され、かつ走査装置がこのスケール本体に対して相対運動中に変化する傾転角度だけ回転された測定方向でスケール本体と相対的に可動する走査装置によって読取り可能である少なくとも１つの増分トラックを位置測定装置がスケール本体上に有する位置測定装置での傾斜誤差算出用の回路配置が提案される。走査装置は測定方向と垂直に第１走査領域と、第２走査領域とを有し、それによって第１走査領域による少なくとも１つの増分トラックの読出し時に少なくとも１つの第１位置信号と、第２走査領域による読出し時に少なくとも１つの第２位置信号とが発生可能である。本発明により演算ユニットで少なくとも１つの第１位置信号と少なくとも１つの第２位置信号とから加算操作および／または減算操作によって少なくとも１つの傾斜誤差信号が発生され、該傾斜誤差信号の振幅は、傾転角度の目安である傾斜角度によって決定される。
【００１０】
本発明のその他の長所ならびに詳細は図を利用する有利な実施例の以下の説明から生じる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図の説明において、同一または類似の機能を有する好ましい実施形態の要素群は同一の符号を付けている。これらの要素の繰り返しとなる詳細な説明は省略されている。
【００１２】
図１ａに、位置測定装置１として測長装置１もしくはここで重要な測長装置１の構成要素、スケール１０の形態でのスケール本体および走査装置２０が示されている。スケール１０は増分トラック１１と、絶対トラック１２とを有する。増分トラック１１の格子線１３は測定方向Ｘに対して横方向に延伸し、互いに等しい間隔を有する。絶対トラック１２の絶対位置値はシリアルコードとして構成されている。この種のコードは擬似ランダムコード（ＰＲＣ）の名称のもとにも知られている。もちろん絶対トラック１２はパラレルに符号化してもよく、つまり複数の測定方向Ｘに平行に延伸するピッチトラックからなることができる。
【００１３】
測長装置１のその他の例は欧州特許第０５５５５０７号明細書、特に図１、３、４および５に記載されている。
【００１４】
走査装置２０は詳しく示していない仕方でスケール１０と平行に案内されている。該走査装置は増分トラック１１の走査のために走査フィールド２２、２３、２４、２５を備える第１走査領域２１と、走査フィールド３２、３３、３４、３５を備える第２走査領域３１とを有する。第１走査領域２１および第２走査領域３１は測定方向Ｘに対して垂直に配置されており、互いに間隔ａを有する。
【００１５】
スケール１０に対する走査装置２０の理想的なガイドでは、走査フィールド２２、２３、２４、２５は互いにそれぞれ９０°だけ位相シフトされた第１位置信号４０、４１、４２、４３を発生する。別様に表現すると、第１位置信号４０、４１、４２、４３に０°、９０°、１８０°および２７０°の位相状態を割り当てることができる。走査フィールド３２、３３、３４、３５はそれらに対応する第２位置信号５０、５１、５２、５３を発生する。
【００１６】
絶対トラック１２の走査のために、絶対トラック１２のコードセグメントを公知の方法で読み出す走査フィールド６１〜６８を備える第３走査領域６０が用いられる。実際上、絶対トラック１２によって読み出されたコードワードは粗位置の算出に用いられ、その精度は増分トラック１１から得た位置信号を生じる微細位置の評価によって改善される。その際に絶対トラック１２の各コードワードに一義的に増分トラック１１上の１つの位置を割り当てることができることが重要である。これはコード接続とも呼ばれる。スケール１０に対する走査装置２０のガイドが図１ａに示したように理想的である限り、このコード接続は問題なく実施することができる。しかしながら実際上、走査装置２０はスケール１０に対して図１ｂに示したように、大抵傾転角度Θだけ回転されている。傾転角度Θは当業界においてモアレ誤差としても知られている。その原因は、一方でたとえば測定長にわたって一定である傾転角度Θを発生する走査装置２０の取り付け時の不正確さにあり得る。しかし他方では、測定方向Ｘに対して横方向にスケール１０の歪みまたはスケール１０に対する走査装置２０のガイド誤差は測定長にわたる傾転角度Θの連続変化をもたらす。つまり、それにもかかわらず正確なコード接続を可能にするためには、スケール１０に対して走査装置２０の相対運動中の傾転角度Θを連続的に算出する必要がある。
【００１７】
図２は、傾転角度Θの目安である傾斜誤差値の算出用の回路配置のブロック図である。この回路配置の入力信号は、第１位置信号４０、４１、４２、４３と、第２位置信号５０、５１、５２、５３とを形成し、これらの信号は図１ａもしくは図１ｂに記載された走査装置２０を備える測長装置１のスケールの走査によって得られる。それぞれどのような走査原理が位置測定装置に使用されるかに応じて、位置信号は電流信号または電圧信号とすることができる。これが光学位置測定装置で常法であるように電流信号である場合、この電流信号はオプションで設けられる電流／電圧変換ユニット８０で初めに電圧信号に変換され、次に演算ユニット１００に供給される。以下の説明では、第１位置信号４０、４１、４２、４３から生じる電圧信号はその位相状態に応じて第１の０°信号Ｖ０＿１、第１の９０°信号Ｖ９０＿１、第１の１８０°信号Ｖ１８０＿１および第１の２７０°信号Ｖ２７０＿１として表される。これと類似に、第２位置信号５０、５１、５２、５３から生じる電圧信号は名称第２の０°信号Ｖ０＿２、第２の９０°信号Ｖ９０＿２、第２の１８０°信号Ｖ１８０＿２および第２の２７０°信号Ｖ２７０＿２が得られる。
【００１８】
第１位置信号Ｖ０＿１、Ｖ９０＿１、Ｖ１８０＿１、Ｖ２７０＿１および第２位置信号Ｖ０＿２、Ｖ９０＿２、Ｖ１８０＿２、Ｖ２７０＿２は広範囲に正弦状であり、対称の構成に制約されて同一の信号振幅ＶＡＣを有し、同一の直流電圧成分（オフセット電圧）ＶＤＣを有する。位置信号の場所依存性は、走査された増分トラック１１の２つの格子線１３の間で０°〜３６０°の位相値を通過する位相値αによって決定されている。格子周期つまり増分ピッチ１１の格子線の間の間隔が知られているので、位相値は距離値に換算することができる。ガイド誤差によってスケールに対して走査装置２０の傾転が発生するとき、第１位置信号Ｖ０＿１、Ｖ９０＿１、Ｖ１８０＿１、Ｖ２７０＿１と、第２位置信号Ｖ０＿２、Ｖ９０＿２、Ｖ１８０＿２、Ｖ２７０＿２との間に傾斜角度ψの形態の位相シフトが生じる。第１走査領域２１と第２走査領域３１との間の既知の間隔ａによって傾斜角度ψを利用して走査装置２０とスケール１０との間の傾転角度Θを算出することができる。
【００１９】
簡略にするため以下の考察に対して、傾斜角度ψがそれぞれ半分だけ第１位置信号Ｖ０＿１、Ｖ９０＿１、Ｖ１８０＿１、Ｖ２７０＿１と、第２位置信号Ｖ０＿２、Ｖ９０＿２、Ｖ１８０＿２、Ｖ２７０＿２とに影響すると仮定する。これは第１位置信号Ｖ０＿１、Ｖ９０＿１、Ｖ１８０＿１、Ｖ２７０＿１が＋ψ／２だけの位相シフトを生じ、第２位置信号Ｖ０＿２、Ｖ９０＿２、Ｖ１８０＿２、Ｖ２７０＿２が−ψ／２だけ位相シフトを生じることを意味する。
【００２０】
従って、第１位置信号Ｖ０＿１、Ｖ９０＿１、Ｖ１８０＿１、Ｖ２７０＿１は広範囲に次式によって記述することができる：
【００２１】
【数１】
2008008903.tif 000001
【００２２】
【数２】
2008008903.tif 000002
【００２３】
【数３】
2008008903.tif 000003
【００２４】
【数４】
2008008903.tif 000004
【００２５】
上記と類似に、第２位置信号Ｖ０＿２、Ｖ９０＿２、Ｖ１８０＿２、Ｖ２７０＿２は次式によって表すことができる：
【００２６】
【数５】
2008008903.tif 000005
【００２７】
【数６】
2008008903.tif 000006
【００２８】
【数７】
2008008903.tif 000007
【００２９】
【数８】
2008008903.tif 000008
【００３０】
演算ユニット１００で４つの第１位置信号Ｖ０＿１、Ｖ９０＿１、Ｖ１８０＿１、Ｖ２７０＿１と、４つの第２位置信号Ｖ０＿２、Ｖ９０＿２、Ｖ１８０＿２、Ｖ２７０＿２とが第１傾斜誤差信号ＶＫ１に処理され、その振幅は本質的に傾斜角度ψの大きさによって決定される。
【００３１】
演算ユニット１００は、たとえば加算増幅器および／または差分増幅器からなり、この増幅器は、該増幅器が第１位置信号Ｖ０＿１、Ｖ９０＿１、Ｖ１８０＿１、Ｖ２７０＿１の少なくとも１つと、第２位置信号Ｖ０＿２、Ｖ９０＿２、Ｖ１８０＿２、Ｖ２７０＿２の少なくとも１つとを加算し、またはそれらの差分を形成するように構成されている。同じ振幅および周波数を有する２つの正弦状の信号の合計または差分は、最初の信号と同じ周波数を有するが、その振幅は最初の信号の位相状態に依存する常に再び正弦状の信号を生じる。つまり同じ位相状態を有する２つの信号の加算は出力信号の倍化をもたらし、差分が形成されるときは、出力信号の振幅が０になるので信号の消去が生じる。
【００３２】
従って、演算ユニット１００の出力信号は再び正弦状であり、入力信号と同じ周波数を有する。それに対して、出力信号の振幅はガイド誤差の影響のない入力信号の位相状態にも傾斜角度ψの値にも左右される。この関係を２つの例で示すことにする。
【００３３】
例１：
例１に対する演算ユニット１００の構造の変形態様は図３ａに示されている。これは２つの入力信号の間の差分の形成に適している当業者に公知の差分増幅回路である。
【００３４】
演算ユニット１００の入力信号は第１の０°信号Ｖ０＿１と第２の０°信号Ｖ０＿２とを形成する。演算ユニット１００の出力部で第１傾斜誤差信号ＶＫ１が形成される。式１．１および式２．１を用いて次式が生じる。
【００３５】
【数９】
2008008903.tif 000009
【００３６】
２つの同位相の入力信号の使用は、第１傾斜誤差信号ＶＫ１の振幅がこの場合単に傾斜角度ψの正弦に依存するので特に有利である。これは、第１傾斜誤差信号ＶＫ１の振幅が傾斜角度ψ＝０°で０になることを意味する。さらに、第１傾斜誤差信号ＶＫ１は記号が付けられており、傾斜角度ψの正の値は振幅の正の値をもたらし、負の値は振幅の負の値をもたらす。さらに第１傾斜誤差信号ＶＫ１はこの場合この上昇が小さい傾斜角度ψで非常に大きくなるので、特に良好に評価することができる。
【００３７】
入力信号の差分の形成によってもう１つの長所が生じ、それによって直流電圧成分ＶDCが除去され、その結果第１傾斜誤差信号ＶＫ１の別の処理が容易になる。
【００３８】
例２：
図３ｂは演算ユニット１００のもう１つの原理構造を示す。この場合は出力部で４つの上部入力信号の合計と４つの下部入力信号の合計とからの差分を形成する８つの入力部を有する差分増幅器である。この種の差分増幅器は多重減算器としても知られている。第１傾斜誤差信号ＶＫ１の形成に対して、ここで４つの第１位置信号Ｖ０＿１、Ｖ９０＿１、Ｖ１８０＿１、Ｖ２７０＿１と、４つの第２位置信号Ｖ０＿２、Ｖ９０＿２、Ｖ１８０＿２、Ｖ２７０＿２とが使用される。第１傾斜誤差信号ＶＫ１の結果としてこの場合以下が生じる。
【００３９】
【数１０】
2008008903.tif 000010
【００４０】
同数の信号から差分が形成されるので、直流電圧成分ＶＤＣが除去される例１と同じ長所が生じる。さらに、第１傾斜誤差信号ＶＫ１の振幅の変化は単に傾斜角度ψの正弦に依存する。式３．１に比べて著しく高い振幅値によって、さらに本質的により大きい第１傾斜誤差信号ＶＫ１が生じ、それによって該傾斜誤差信号の評価がさらに容易になる。尚、４つの第１位置信号Ｖ０＿１、Ｖ９０＿１、Ｖ１８０＿１、Ｖ２７０＿１と、４つの第２位置信号Ｖ０＿２、Ｖ９０＿２、Ｖ１８０＿２、Ｖ２７０＿２の使用によって、個別的信号が含まれていてよい妨害の影響の低減をもたらす信号伝達を生じる。
【００４１】
第１傾斜誤差信号ＶＫ１は、第１傾斜誤差信号ＶＫ１から傾斜誤差値ＶＲを算出する評価ユニット１２０の入力部に接続されている。それぞれ評価ユニット１２０の構成に応じて、傾斜誤差値ＶＲはアナログまたはディジタル値とすることができる。アナログ傾斜誤差値ＶＲは、たとえばピーク値検出器によって算出することができ、ディジタル傾斜誤差値はアナログ／ディジタル変換器を利用して算出できる。
【００４２】
傾斜誤差値ＶＲは処理ユニット１５０の別の処理に供給される。
【００４３】
傾斜誤差値ＶＲの算出用の本発明に係る回路配置のもう１つの例は図４に示されている。演算ユニット１００は、この例で第１差分増幅器１０１と第２差分増幅器１０２とを含む。第１差分増幅器１０１は、式３．１による第１の０°信号Ｖ０＿１と、第２の０°信号Ｖ０＿２とから第１傾斜誤差信号ＶＫ１を形成する。第２差分増幅器１０２に第１の９０°信号Ｖ９０＿１と第２の９０°信号Ｖ９０＿２とが供給される。該差分増幅器は次式により第２傾斜誤差信号ＶＫ２を発生する。
【００４４】
【数１１】
2008008903.tif 000011
【００４５】
第１傾斜誤差信号ＶＫ１および第２傾斜誤差信号ＶＫ２は等しい振幅を有し、９０°だけ位相がずれている。それによって、これらの信号は複雑な位置信号のデカルト座標と見なすことができる。
【００４６】
ここで第１傾斜誤差信号ＶＫ１と第２傾斜誤差信号ＶＫ２とから、たとえば複雑な位置信号の量が算出されることによって、評価ユニット１２０で傾斜誤差値ＶＲを決定することができる。
【００４７】
【数１２】
2008008903.tif 000012
【００４８】
傾斜誤差値ＶＲは、すでに図２に示したように、別の処理のために処理ユニット１５０へ出力される。
【００４９】
図５は傾斜誤差値ＶＲの算出用の本発明に係る回路配置のもう１つの例を示す。演算ユニット１００で４つの入力部を有する第１差分増幅器１０１により第１の０°信号Ｖ０＿１、第２の０°信号Ｖ０＿２、第１の１８０°信号Ｖ１８０＿１および第２の１８０°信号Ｖ１８０＿２から次式により第１傾斜誤差信号ＶＫ１が発生される：
【００５０】
【数１３】
2008008903.tif 000013
【００５１】
さらに、第２差分増幅器１０２で第１の９０°信号Ｖ９０＿１、第２の９０°信号Ｖ９０＿２、第１の２７０°信号Ｖ２７０＿１および第２の２７０°信号Ｖ２７０＿２から第２傾斜誤差信号ＶＫ２と第３傾斜誤差信号ＶＫ３とが発生される。第２傾斜誤差信号ＶＫ２は次式によって記述することができる：
【００５２】
【数１４】
2008008903.tif 000014
【００５３】
第３傾斜誤差信号ＶＫ３は反転した第２傾斜誤差信号ＶＫ２である。
【００５４】
【数１５】
2008008903.tif 000015
【００５５】
傾斜誤差信号ＶＫ１、ＶＫ２およびＶＫ３は再び傾斜誤差値ＶＲの発生のために評価ユニット１２０へ出力される。
【００５６】
この実施例における評価ユニット１２０は、位置信号の振幅ＶＡＣが一般に温度依存性であることを考慮する。この温度依存性を除去するため、評価ユニット１２０は、第１傾斜誤差信号ＶＫ１と第２傾斜誤差信号ＶＫ２とから除算を実施する。
【００５７】
【数１６】
2008008903.tif 000016
【００５８】
第１傾斜誤差信号ＶＫ１および第２傾斜誤差信号ＶＫ２は等しい位相状態を有する。しかしながら、第１傾斜誤差信号ＶＫ１の振幅は傾斜角度ψの正弦に、かつ第２傾斜誤差信号ＶＫ２の振幅は傾斜角度ψの余弦に依存するので、式５．４から明らかなように、振幅ＶＡＣへの傾斜誤差値ＶＲの依存性と共にその温度依存性とが無くなる。さらに、位相値αへの傾斜誤差値ＶＲの依存性も無くなる。
【００５９】
評価ユニット１２０の中に、分圧器１２１の外部端子に第２傾斜誤差信号ＶＫ２と、第３傾斜誤差信号ＶＫ３とが接続された分圧器がある。分圧器１２１は多数のタップ１２１．１、１２１．２、１２１．３、…１２１．ｎを有し、それらのうち各々１つが切換ユニット１２２によって選択可能であり、基準信号として比較器１２３の第１入力部に接続可能である。比較器１２３の第２入力部は第１傾斜誤差信号ＶＫ１に接続されている。比較器１２３の出力部は計数ユニット１２４の計数方向を決定し、その計数状態は一方で傾斜誤差値ＶＲを表示し、他方では切換ユニット１２２に供給され、かつタップ１２１．１、１２１．２、１２１．３、…１２１．ｎのいずれが比較器１２３に接続されるかを決定する。タップ１２１．１、１２１．２、１２１．３、…１２１．ｎの選択は、第１傾斜誤差信号ＶＫ１の振幅の基準信号が近似するように実施される。
【００６０】
計数ユニット１２４は、トリガユニット１２５から、どの時点で計数過程が解除されるか、すなわちどの時点で計数ユニット１２４が現在の切換ユニット１２２から選択された分圧器１２１のタップ１２１．１、１２１．２、１２１．３、…１２１．ｎの電圧と第１傾斜誤差信号ＶＫ１の比較に依存して１計数ステップだけ上方または下方にカウントするかを決定する計数パルスを受け取る。高い比較精度を達成するために、第１傾斜誤差信号ＶＫ１が大きい量を有する時点での比較と、そこから生じる計数過程とを実施することが特に有利である。式５．１から明らかなように、これは０°（第１傾斜誤差信号ＶＫ１の正の極大）または１８０°（第１傾斜誤差信号ＶＫ１の負の極大）の位相値αでこの場合である。
【００６１】
この位相値αで１つの計数パルスを発生するために、トリガユニット１２５において、第１位置信号Ｖ０＿１、Ｖ９０＿１、Ｖ１８０＿１、Ｖ２７０＿１および第２位置信号Ｖ０＿２、Ｖ９０＿２、Ｖ１８０＿２、Ｖ２７０＿２から第１傾斜誤差信号ＶＫ１に対して９０°だけ位相がずれており、それによって極大もしくは極小の時点で零通過を有する傾斜誤差信号も発生できる事実が利用されている。
【００６２】
トリガユニット１２５は、その入力部に第１の０°信号Ｖ０＿１および第２の１８０°信号Ｖ１８０＿２が接続された第３の差分増幅器１２６を含む。この第３差分増幅器１２６の出力部に次式によるトリガ信号ＶＴが発生する：
【００６３】
【数１７】
2008008903.tif 000017
【００６４】
トリガ信号ＶＴの振幅は傾斜角度ψの余弦に依存する。これは、この場合において非常に小さい傾斜角度ψでも大きい信号振幅が評価に提供されるので特に有利である。さらに、トリガ信号ＶＴが第１傾斜誤差信号ＶＫ１に対して９０°だけ位相がずれている。つまり第１傾斜誤差信号ＶＫ１がその正または負の極大に達するときに零通過を有する。トリガ信号ＶＴは、正の零通過で正の信号エッジと、負の零通過で負の信号エッジとを出力する零通過検出器１２７に接続されている。計数ユニット１２４の計数パルスとしてどの信号エッジが利用されるかは、傾斜誤差値ＶＲの算出に対して第１傾斜誤差信号ＶＫ１の極大値または極小値が使用されるかどうかに依存する。
【００６５】
当業者にとり、傾斜誤差信号ＶＫ１、ＶＫ２、ＶＫ３の発生のために上記実施例と異なる第１位置信号Ｖ０＿１、Ｖ９０＿１、Ｖ１８０＿１、Ｖ２７０＿１および第２位置信号Ｖ０＿２、Ｖ９０＿２、Ｖ１８０＿２、Ｖ２７０＿２の組合せも使用できることは明白である。
【００６６】
本発明は測長システムにも測角システムにも適している。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１ａ】本発明に係る位置測定装置のスケール本体および走査装置の理想的な配置の模式図である。
【図１ｂ】走査装置がスケール本体に対して傾転を有する本発明に係る位置測定装置のスケール本体および走査装置の理想的な配置の模式図である。
【図２】傾斜誤差値の算出用の回路配置のブロック図である。
【図３ａ】演算ユニット用の第１例である。
【図３ｂ】演算ユニット用の第２例である。
【図４】傾斜誤差値の算出用の本発明に係る回路配置の簡略にした切換図である。
【図５】傾斜誤差値の算出用のもう１つの本発明に係る回路配置の簡略にした切換図である。