[發明專利]一種單圈絕對式碼盤

無效

• 申請號: 200610017029.6
• 申請日: 2006-07-20
• 公開（公告）號: CN101109650A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發明（設計）人: 陳赟
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01D5/347
• 分類號: G01D5/347
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所
• 代理人: 趙炳仁

一、技術領域：

本發明屬于光電檢測技術領域中涉及的一種單圈絕對式碼盤。

二、背景技術：

碼盤作為光電位移測試設備特別是光電軸角編碼器的核心元件得到了廣泛的應用。碼盤就是在玻璃或金屬表面的圓環區域上刻有若干圈均勻分布的透光或不透光相間的柵線的圓分度元件，圈和圈之間是以一定規律編排的，任何某一徑向位置只有唯一的二進制或其它進制編碼，因此在不同的位置，可輸出不同的數字代碼，經處理后輸出的角位置代碼是轉角的單值函數。碼盤具有固定零點、抗干擾能力強、掉電后再啟動無須重新對零、無累積誤差等優點。

傳統的絕對式碼盤的位數和圈數對應，作為專業基礎知識，已列入專業技術基礎課的教學內容，如圖1所示，它包括若干圈碼道，每圈碼道都由相間均勻分布的透光與不透光區域組成的。因此，要得到高位數和高分辨率的碼盤，就要相應地增加碼盤的刻劃直徑，這就無法實現光電軸角編碼器的小型化、輕便化和集成化。因此，碼盤尺寸和分辨率對傳統絕對式編碼器來說是一對不可調和的矛盾。

為了克服這一矛盾，中國科學院長春光學精密機械研究所于1985年曾研制成矩陣式碼盤，以8位矩陣式碼盤為例，如圖2所示。它是將整個圓周分成若干個扇形區間，每個區間刻有不同位數的碼道，即把若干位排列在同一碼道上，然后用若干個讀數頭讀取矩陣編排的光電信號，經矩陣譯碼處理成與傳統編碼盤相同的二進制循環周期碼。這樣的編碼方式大大減小了碼道圈數，繼而縮小以它為核心的編碼器的結構尺寸和實現結構尺寸小的高位絕對式軸角編碼器的目的。但由于該種編碼器的若干位排列在同一圈上，因安裝偏心和軸晃動造成碼道間的圈間位置誤差量要比傳統編碼盤大得多。除此之外，電源和讀數頭也較傳統編碼器的多，電路部分增加了矩陣譯碼，使得結構比較復雜，裝調較困難。

與本發明最為接近的已有技術是中科院西安光機所研制的一種準絕對式碼盤，如圖3所示。它是由循環碼道1和索引碼道2組成，循環碼道1仍然由一系列均勻相間分布的不透光和透光光柵線條組成；索引碼道2則由透光或不透光的窗口組成，連續的幾個窗口類似于條形碼，它們共同構成對某一位置的編碼，即位置編碼的各有效位是沿圓周(切向)連續地分布于索引碼道內的。該準絕對式碼盤結合增量式和絕對式碼盤的特點，減小了位置編碼的碼道數量，縮小了碼盤的結構尺寸，繼而縮小了以它為核心的編碼器的結構尺寸，但在初始時，必須經過自引導過程才能獲得第一個位置編碼，而且若要獲得較高的位數，就必須放置較多的光電探測器，這增加裝調工藝的難度。

三、發明內容：

為了克服已有技術存在的缺陷，本發明的目的在于簡化絕對式編碼器的結構，縮小其體積，設計了一種單圈絕對式碼盤。

本發明解決的技術問題：提供一種單圈絕對式碼盤，解決技術問題的技術方案如圖4所示。在單圈上由相間分布的透光區和不透光區碼道3構成的，具體分布如下：