[發明專利]可降低備用電源功耗的多回轉絕對型磁性編碼器

有效

• 申請號: 200910010415.6
• 申請日: 2009-02-23
• 公開（公告）號: CN101504292A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 孫成;孫茂釗
• 申請（專利權）人: 孫成;孫茂釗
• 主分類號: G01D5/12
• 分類號: G01D5/12
• 代理公司: 大連非凡專利事務所
• 代理人: 閃紅霞

技術領域：

本發明屬于多回轉型絕對值編碼器領域，尤其是一種結構簡單，在保證精度的前提下，可大大延長備用電源使用壽命的可降低備用電源功耗的多回轉絕對型磁性編碼器。

背景技術：

在閥門控制等領域，由于所控閥門在供電電源斷電時仍可通過人工實現關閉或打開，因此必需為閥門的旋轉量測量裝置-多回轉型絕對型編碼器提供備用電源，以便隨時檢測閥門的多轉旋轉量并進行儲存，防止旋轉量數據丟失。現有的方法是將多回轉型絕對型編碼器通過電源切換電路(繼電器等電路)分別與外部電源(市電)及備用電源相接，當外部電源斷電時，電源切換電路動作，自動轉換由備用電源工作。目前公知的多回轉型絕對型編碼器有霍爾式增量(脈沖)型磁性旋轉編碼器、霍爾式絕對值型磁性旋轉編碼器兩種，但均存在著耗費備用電能的問題，縮短了備用電源的使用壽命。

1.霍爾式增量(脈沖)型磁性旋轉編碼器是在與被測閥門轉軸相聯的轉盤上設置多個磁塊，在轉盤上方與磁塊對應處設置一個霍爾元件，通過與霍爾元件相接的電路(計數器等)統計霍爾元件所發出的脈沖數，即檢測出閥門的旋轉量。因編碼器的精度與所設置磁塊的數量成正比，要達到高分辨率(1.4度以上)，所設置磁塊的數量至少應是256個，而要實現最基本的檢測，磁塊的數量也應該是50個，所以霍爾元件、計數器等硬件處理速度就必須快，此電路也就不能采取可節省電能的循環斷電模式(即：脈沖方式)供電，否則會因供電間歇而造成檢測數據丟失，存在著浪費電能現象；

2.霍爾式絕對值型磁性旋轉編碼器則是在與被測閥門轉軸相聯的轉盤上設置一個橫向磁塊，在轉盤上方與磁塊對應處設置一個霍爾集成電路，霍爾集成電路的輸出與單片機、顯示器等硬件相接，精度高，分辨率可達1.4度，如中國專利號為200720185091.6、名稱是“磁性旋轉編碼器”的實用新型專利。由于此編碼器所檢測的是旋轉角度絕對值，只要停止計數不超過1圈就不會造成數據丟失，因此當電源切換至備用電源工作時，可采用循環斷電模式工作。但是由于霍爾集成電路本身耗電量大，與之相接的單片機工作頻率也不能太低，而且即使整機系統處于循環斷電模式，其斷電間隙亦不能太長，因此整體耗電量還是較大，并沒有達到最理想狀態。

發明內容：

本發明是為了解決現有技術所存在的上述技術問題，提供一種結構簡單，在保證精度的前提下，可大大延長備用電源使用壽命的可降低備用電源功耗的多回轉絕對型磁性編碼器。

本發明的技術解決方案是：一種可降低備用電源功耗的多回轉絕對型磁性編碼器，設有磁鐵固定套1，在磁鐵固定套1內固定有橫向磁鐵2，與橫向磁鐵2對應設置有霍爾集成電路3，霍爾集成電路3的輸出與單片機相接；設有外部電源及備用電源，外部電源及備用電源的輸出與電源切換電路相接，其特征在于：所述磁鐵固定套1外套接有監測磁鐵固定盤4，在監測磁鐵固定盤4上沿圓周均布有3～18個監測磁鐵5，與監測磁鐵5對應設置有以自動循環斷電模式工作的霍爾元件6，霍爾元件6的輸出與單片機相接；電源切換電路的輸出與霍爾元件6、單片機相接并通過電源開關控制電路與霍爾集成電路3相接，外部電源或備用電源的輸出還與單片機的開關量接口相接。

所述霍爾元件6為兩個，分別設置在監測磁鐵固定盤4的上下方或同一側，兩個霍爾元件6的輸出通過抖動識別電路與單片機相接。

本發明是將霍爾式絕對值回路與霍爾式增量(脈沖)回路進行組合，其中檢測精度高的霍爾式絕對值回路擔當多轉旋轉量數據的檢測和傳輸，而霍爾式脈沖回路則負責喚醒單片機，其磁鐵只設置3～18個即可，且其中的霍爾元件可采用自動循環斷電模式。當外部電源斷電由備用電源工作時，可使霍爾集成電路以循環斷電模式工作；或者關閉電源并使單片機進入最省電的掉電模式工作，而僅有霍爾元件以自動循環斷電模式工作，使系統進入最省電的狀態；當霍爾脈沖電路有信號變化(即被測閥門開始轉動)時，可在轉動60～180度內喚醒單片機和霍爾式絕對值回路進行檢測工作，既可保證高檢測精度，又可防止數據丟失，同時還可降低備用電源的功耗，大大延長了備用電源的使用壽命。

附圖說明：

圖1是本發明實施例1的機械安裝結構示意圖。

圖2是本發明實施例1的電路原理框圖。

圖3是本發明實施例2的機械安裝結構示意圖。

圖4是本發明實施例2的電路原理框圖。

圖5是本發明實施例2的轉軸正轉超過60°時霍爾元件及抖動識別電路的輸出信號示意圖。

圖6是本發明實施例2的轉軸反轉超過60°時霍爾元件及抖動識別電路的輸出信號示意圖。