[發明專利]智能型增量式或者絕對值編碼器的線路板及其運算方法

有效

• 申請號: 200810034627.3
• 申請日: 2008-03-14
• 公開（公告）號: CN101532852A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 裘奮;王憲平
• 申請（專利權）人: 上海精浦機電有限公司
• 主分類號: G01D5/347
• 分類號: G01D5/347;G01D11/00;H05K1/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 胡美強

技術領域

本發明涉及一種增量式或者絕對值編碼器，尤其涉及該增量式或者絕對值編碼器的線路板和工作方法。

背景技術

現有技術中對角度等的位置測量可以使用增量式和絕對式編碼器，它們的構成和工作原理如下：

增量式編碼器的內部結構如圖1所示：

有一個增量碼盤3，當編碼器通電后，光源1產生光束，通過遮光板2的聚光后掃描過具有均勻刻線的碼盤3，在碼盤3背面安裝有光電接收單元4，通過光電接收單元4及電路轉換后輸出一組脈沖信號。

上述編碼器的信號輸出在連接后續設備后，需對這個脈沖信號進行計數才能計算出當前的角度，而且脈沖信號對干擾和頻率匹配的要求較高，所以存在有較大的累積誤差。

絕對值編碼器一般分為單圈和多圈。單圈編碼器的工作原理如圖2所示：

編碼器在上電后，光源12發出光束，經過屏蔽光柵13的聚光，再穿過具有規律明暗刻線的碼盤11，最后在光電接收單元14收到一組通斷的編碼，可以真實的反映出轉軸10當前的角度。但是很多場合下(例如高度、長度的測量)，設備的工作行程通常會超過一圈，達到多圈工作的狀態，在這樣的情況下，單圈編碼器就沒有辦法真實的反映多圈的絕對位置了，為了解決這個困難，國際上出現了多圈絕對值編碼器，它的工作原理如圖3、圖4所示：

從圖中可以看出，編碼器軸通過一組變速齒輪的結構，使測量軸每轉過一圈就在減速端轉過一定的角度，通過測量減速端轉過的角度值，可以反映當前測量主軸轉過的圈數，這樣，在一定的范圍內，就能夠實現多圈數的測量。圖3中：編碼器軸20、碼盤21、光源22、屏蔽光柵23、光電接收單元24、一組變速齒輪25；圖4中：編碼器軸200、底座201、光學系統202、線路板203、一組變速齒輪204。

上述絕對值編碼器的輸出為碼盤的原始碼，也就是從零點開始往上累加，直到最大值后跳變為最小值循環輸出。

但無論是增量編碼器的碼值還是絕對值編碼器的原始碼值都不利于用戶的使用，編程人員往往要將讀取到的原始碼進行再計算后才能運用，這樣的話一方面增加了工程人員的工作量，另一方面也大量占用了后續電子設備的資源，使后續電子設備的運算周期加長，工作負荷加大。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供了一種智能型增量式或者絕對值編碼器的線路板，旨在解決上述的問題；

本發明還提供了采用上述線路板的工作方法。

為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明的線路板包括：一個連接原始信號采集單元的核心運算CPU；所述的核心運算CPU還與存儲單元EEROM雙向連接，核心運算CPU與信號轉換輸出單元相連。

本發明的運算方法是通過以下步驟實現的：

編碼器在上電后的初始化；

編碼器的芯片CPU讀取存儲在EEROM內的工作模式、置位初始值及編碼器原始信號部分的當前值；

根據對工作模式內容的甄別進行判斷，告知CPU執行不同的運算公式程序；

將運算結果發送至信號轉換輸出單元輸出給后續設備應用。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：可省卻工程人員對編碼器原始數據的研究，以及運用什么樣的算法去達到所需要測量的內容；同樣也節省了后續電子設備的運算量，加快執行程序的周期，減少負荷；采用本發明后，編碼器可以在一些復雜的運動方式里得到更廣泛的應用，特別是經過機械裝置轉化后的長度測量等。

附圖說明

圖1是現有技術中增量編碼器結構示意圖；

圖2是現有技術中利用光學系統的單圈編碼器結構立體示意圖；

圖3是現有技術中利用光學系統的多圈編碼器結構立體示意圖；

圖4是圖3機械結構示意圖；

圖5是本發明的模塊圖；

圖6是本發明的程序框圖；

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細描述：

由圖5可見：本發明的線路板包括：一個連接原始信號采集單元的核心運算CPU；所述的核心運算CPU還與存儲單元EEROM雙向連接，核心運算CPU與信號轉換輸出單元相連。

由圖6可見：本發明的運算方法是通過以下步驟實現的：

1.編碼器在上電后的初始化；

2.編碼器的芯片CPU讀取存儲在EEROM內的工作模式、置位初始值及編碼器原始信號部分的當前值；

3.根據對工作模式內容的甄別進行判斷，告知CPU執行不同的運算公式程序；

4.將運算結果發送至信號轉換輸出單元輸出給后續設備應用。