[發明專利]一種雙路格雷碼磁編碼裝置

有效

• 申請號: 201010274198.4
• 申請日: 2010-09-07
• 公開（公告）號: CN102042840A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 桂勇;彭星明
• 申請（專利權）人: 株洲威森機車配件有限公司
• 主分類號: G01D5/12
• 分類號: G01D5/12;G01B7/30
• 代理公司: 株洲市奇美專利商標事務所 43105
• 代理人: 毛華學

技術領域

本發明涉及傳感控制技術領域，一種鐵路機車使用的司機控制器編碼器器件，特別是一種新型雙路格雷碼磁編碼器。

背景技術

在我國引進技術的基礎上自行開發的和諧4(DJ4)大功率交流電力機車的司機控制器普遍采用的是進口光電編碼器。由于進口光電式編碼器進口周期長、安裝不方便、雙路數據輸出重復精度低等缺陷，有必要開發出一種新型的編碼器，實現進口機車部件國產化，替代進口光電式編碼器。同時改善現有光電式編碼器進口周期長、安裝不便、輸出精度低，同時檢測過程易受外界干擾影響的技術問題。在現有技術中，具體公開了光電式的角位置編碼器。

2003年10月15日公開，公開號為CN1448774的中國發明專利公開了一種光電角位置編碼器，它由光學角位置編碼器和光電解碼器組成，其中：光學角位置編碼器包括光學編碼盤及將光學編碼盤與待測旋轉運動系統上的運動部件連接的裝置，光學編碼盤上設置有按一定規律排列的圖案；光電解碼器包括發光器件、發光器件驅動電路、帶有狹縫光欄的柱面透鏡、光電探測器件、探測電路及將光電解碼器中上述部件與待測旋轉運動系統上的固定部件連接的裝置。該光電角編碼器成本低，適合于低編碼精度、高轉速的機電控制領域。

2004年3月10日公開，公開號為CN1480712的中國發明專利公開了一種光電式旋轉編碼器，其中，為了小型化且組裝精度提高，使投光元件和受光元件一體化，同時，由一體化而產生的從投光元件向著受光元件的漫射光成份排除到外部。通過折返光學部件將投光元件所產生的光線折返到和光線的投光方向相反的方向上，通過具有檢測圖案部分的圓板由配設在和投光元件在同一基板上的受光元件接受折返后的光線，根據該受光信號檢測圓板的旋轉變位，其中，在配設上述投光元件和受光元件的基板前方側配設來自上述投光元件的光線的漫射光成份通過其側面部分到達外部的光學元件，用該光學元件覆蓋上述基板，將光學元件和基板一體化。

發明內容

本發明提供一種雙路格雷碼磁編碼裝置，該發明可以很好地克服現有技術存在的光學編碼器進口周期長，安裝體積過大，容易受到外界干擾，測量過程不夠穩定的技術問題。

本發明提供一種雙路格雷碼磁編碼裝置的具體實施方式，一種雙路格雷碼磁編碼裝置，包括采集裝置一，采集裝置二和電源，采集裝置一包括磁敏元件一和微處理器一，采集裝置二包括磁敏元件二和微處理器二，磁敏元件一與微處理器一相連，微處理器一接收磁敏元件一采集到的磁場變化傳感信號，磁敏元件二與微處理器二相連，微處理器二接收磁敏元件二采集到的磁場變化傳感信號，電源為磁敏元件和微處理器提供電能。

作為本發明進一步的實施方式，所述的電源包括電源一和電源二，電源一為采集裝置一的磁敏元件一和微處理器一提供獨立的電源，電源二為采集裝置二的磁敏元件二和微處理器二提供獨立的電源。

作為本發明進一步的實施方式，所述的磁敏元件一和磁敏元件二封裝在一個磁感應元件的芯片中，磁敏元件一和磁敏元件二感知平行于磁感應元件表面的旋轉磁極的磁場旋轉變化，由此測得旋轉角角度。

作為本發明進一步的實施方式，所述的微處理器一和微處理器二包括格雷碼編碼模塊，微處理器一和微處理器二接收到磁敏元件一和磁敏元件二采集來的信號，對采集到的信號進行處理生成二進制數據，格雷碼編碼模塊將二進制數據轉換成格雷碼數據，并采用并口輸出格雷碼數據。

作為本發明進一步的實施方式，所述的磁敏元件一和微處理器一之間通過SPI(Serial?Peripheral?Interface，串行外設接口)總線進行連接，磁敏元件二和微處理器二之間通過SPI總線進行連接。

作為本發明進一步的實施方式，所述的雙路格雷碼磁編碼裝置包括緩沖放大電路，緩沖放大電路與微處理器一和微處理器二相連，將來自微處理器一和微處理器二的輸出數據進行緩沖放大，并通過并口輸出。

作為本發明進一步的實施方式，所述的磁感應元件包括磁感應片和DSP(Digital?SignalProcessing，數字信號處理器)，所述的磁感應片每轉一圈可形成4096個脈沖信號，磁感應片與DSP相連，DSP處理來自磁感應片的輸出脈沖信號。

通過應用本發明實施方式所描述的一種雙路格雷碼磁編碼裝置，具有以下技術效果：

(1)結構一體化，將兩個編碼器安裝在一根軸上，確保了兩路數據輸出的重復精度，其重復精度±1LBS，兩路獨立的測量和供電系統提高了測量過程的穩定性；

(2)磁極與磁敏感元件非接觸信號感應，無觸點，無磨損，無接觸電噪聲，使用壽命極長；