[發明專利]磁式絕對編碼器

有效

• 申請號: 201010557782.0
• 申請日: 2010-11-19
• 公開（公告）號: CN102087121A
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發明（設計）人: 加藤茂春;牧內一浩;伊藤昭二;宮島徹;山崎智仁;鲇澤利明;松田正人
• 申請（專利權）人: 山洋電氣株式會社
• 主分類號: G01D5/245
• 分類號: G01D5/245
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張遠

技術領域

本發明涉及一種利用了旋轉檢測器的磁式絕對編碼器(absoluteencoder)，該旋轉檢測器具有被固定于旋轉軸且有規定個數的齒的齒輪和用于檢測通過齒的磁通量來輸出與齒的位置相關的電信號的磁檢測元件。

背景技術

JP特開平11-237256號公報(專利文獻1)中，揭示了磁式增量型編碼器能利用的旋轉檢測裝置。另外，JP特開2008-180698號公報(專利文獻2)等中，揭示了利用磁式增量型編碼器的基本構造的磁式絕對編碼器。

專利文獻1：JP特開平11-237256號公報

專利文獻2：JP特開2008-180698號公報

但是，在現有的磁式絕對編碼器中，在使之小型化的情況下，存在著難以提高分辨率的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種即使在使之小型化的情況下也能提高分辨率的磁式絕對編碼器。

本發明的磁式絕對編碼器具有第一至第三旋轉檢測器，該第一至第三旋轉檢測器具有被固定在旋轉軸且有規定個數的齒的齒輪以及用于檢測通過規定個數的齒的磁通量的磁檢測元件，能檢測出齒輪的旋轉位置。具體而言，第一旋轉檢測器具有：第一齒輪，其被固定在旋轉軸且由導磁性材料形成的具有N1個齒；2個磁檢測元件，其對出自于偏壓用磁體的且通過N1個齒的磁通量進行檢測，并輸出電角度的相位差為90°的2個電信號。第二旋轉檢測器也具有：第二齒輪，其被固定在旋轉軸且由導磁性材料形成的具有N2個齒；2個磁檢測元件，其對出自于偏壓用磁體的且通過N2個齒的磁通量進行檢測，并輸出電角度的相位差為90°的2個電信號。第三旋轉檢測器具有：第三齒輪，其被固定在旋轉軸且由導磁性材料形成的具有N3個齒；2個磁檢測元件，其對出自于偏壓用磁體的且通過N3個齒的磁通量進行檢測，并輸出電角度的相位差為90°的2個電信號。

另外，本發明的磁式絕對編碼器具有：A/D轉換部，其將第一至第三旋轉檢測器所輸出的電信號轉換成數字值，并將以規定的數字值來表現1周期的與齒輪的齒個數相當的周期數的第一至第三角度數據進行輸出；和絕對位置運算部，其根據A/D轉換部的輸出，檢測出旋轉軸的一周旋轉中的絕對位置。具體而言，A/D轉換部具有與第一至第三旋轉檢測器對應的第一至第三A/D轉換器。第一A/D轉換器將第一旋轉檢測器所輸出的2個電信號轉換成M比特的數字值，M是2以上的整數，并且將在旋轉軸旋轉1周的期間，以0～2^M-1的數字值來表現1周期的N1周期的第一角度數據進行輸出。第二A/D轉換器將第二旋轉檢測器所輸出的2個電信號轉換成M比特的數字值，并且將在旋轉軸旋轉1周的期間，以0～2^M-1的數字值所表現的N2周期的第二角度數據進行輸出。第三A/D轉換器將第三旋轉檢測器所輸出的2個電信號轉換成M比特的數字值，并且將在旋轉軸旋轉1周的期間，1周期以0～2^M-1的數字值所表現的N3周期的第三角度數據進行輸出。

N1是m×n的整數，m及n是2以上的整數，N2是N1+1的整數，N3是m×(n-1)的整數。在如上述地對齒的個數N1～N3的關系已確定的情況下，絕對位置運算部進行如下動作。即，絕對位置運算部預先根據N1周期的第一角度數據和N3周期的第三角度數據之間的差，來求取在旋轉軸旋轉1周的期間，以規定的數字值來表現1周期的m周期的第四角度數據，并且，絕對位置運算部預先根據N1周期的第一角度數據和N2周期的第二角度數據之間的差，通過運算來求取在旋轉軸旋轉1周的期間，以規定的數字值來表現1周期的1周期的第五角度數據。絕對位置運算部將第四角度數據和第五角度數據作為保存數據進行保存。接下來，絕對位置運算部在絕對位置的確定時進行如下動作。首先，對旋轉軸進行旋轉而被新運算出的第五角度數據是在第四角度數據的m周期的哪個周期中發生進行確定并將確定出的周期定為第一被確定周期，其次，絕對位置運算部對被新運算出的第五角度數據是在第一被確定周期中所發生的n周期的第一角度數據的哪個周期中發生進行確定并將確定出的周期定為第二被確定周期。接下來，絕對位置運算部基于第一被確定周期和第二被確定周期，對新輸出的第一角度數據是在第一角度數據的N1周期的哪個周期中發生進行確定并將確定出的周期定為第三被確定周期。最后，絕對位置運算部根據第三被確定周期和新輸出的第一角度數據的數字值來確定絕對位置。