[發明專利]一種多圈絕對磁編碼器

有效

• 申請號: 201310011438.5
• 申請日: 2013-01-11
• 公開（公告）號: CN103925933A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 詹姆斯·G·迪克;周志敏
• 申請（專利權）人: 江蘇多維科技有限公司
• 主分類號: G01D5/12
• 分類號: G01D5/12;G01B7/00
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張雪梅

1.一種多圈絕對磁編碼器，包括：

第一至第M+1計數單元，M為大于等于1的整數，

單圈信號處理單元，和

多圈信號處理單元，其特征在于，

每一計數單元包括：

同軸地固定有永磁體的碼盤，和

隧道磁阻角位移傳感器，位于所述永磁體檢測面上用于感測所述永磁體產生的磁場在該檢測面內的分量并輸出感測信號，

所述永磁體(100，300)具有柱狀圓環結構，并包含第一永磁單元(101，301)和第二永磁單元(102，302)，所述第一永磁單元(101，301)和第二永磁單元(102，302)相對于直徑截面(110，310)幾何對稱，

所述第一永磁單元(101，301)的磁化強度(103，303)和第二永磁單元(102，302)的磁化強度(104，304)平行于柱狀圓環的軸向，且方向相反，或

所述第一永磁單元(101，301)的磁化強度(103，303)和第二永磁單元(102，302)的磁化強度(104，304)垂直于所述直徑截面(110，310)，且方向平行一致，

每一計數單元內，所述隧道磁阻角位移傳感器位于所述永磁體的檢測面內距離永磁體柱狀圓環軸心特定半徑范圍的區域內，在該特定半徑范圍的區域內，所述永磁體產生的磁場在檢測面內的分量的旋轉磁場相位角與永磁體旋轉相位角呈線性變化關系，并且

所述單圈信號處理單元基于來自所述第一計數單元的感測信號計算并輸出表征輸入轉軸在一轉內絕對位置的代碼，

所述多圈信號處理單元基于來自所述第二至第M+1計數單元的感測信號計算并輸出所述輸入轉軸的旋轉圈數。

2.根據權利要求1所述的一種多圈絕對磁編碼器，其特征在于，第一計數單元的碼盤直接固定在輸入轉軸上。

3.根據權利要求1所述的一種多圈絕對磁編碼器，其特征在于，第二至第M計數單元中，

每一計數單元包括減速齒輪組，每一減速齒輪組的輸出軸作為下一減速齒輪組的輸入軸，且碼盤固定在輸出軸上，

多圈信號處理單元根據每一計數單元隧道磁阻角位移傳感器的感測信號計算并輸出該計數單元減速齒輪組輸入軸的旋轉圈數。

4.根據權利要求1所述的一種多圈絕對磁編碼器，其特征在于，所述M為1-10。

5.根據權利要求1所述的一種多圈絕對磁編碼器，其特征在于，第m計數單元的碼盤與第m+1計數單元的碼盤的轉數比為N:1，m為1~M中的整數，N為大于1的整數。

6.根據權利要求5所述的一種多圈絕對磁編碼器，其特征在于，第m計數單元的碼盤與第m+1計數單元的碼盤的轉數比為10:1。

7.根據權利要求1所述的一種多圈絕對磁編碼器，其特征在于，所述永磁體（100，300）的外徑為3-200mm，內徑為1-100mm，高度為1-50mm。

8.根據權利要求1所述的一種多圈絕對磁編碼器，其特征在于，所述隧道磁阻角位移傳感器包括兩個彼此正交設置的單軸旋轉傳感器或惠斯通橋相對彼此90度旋轉的雙軸旋轉傳感器。

9.根據權利要求1所述的一種多圈絕對磁編碼器，其特征在于，所述永磁體所對應的檢測面位于柱狀圓環端面前方且平行于端面。

10.根據權利要求1所述的一種多圈絕對磁編碼器，其特征在于，所述隧道磁阻角位移傳感器所在檢測面與所述永磁體的柱狀圓環端面之間的距離為1-5mm。

11.根據權利要求1所述的一種多圈絕對磁編碼器，其特征在于，所述第一永磁單元的磁化強度和第二永磁單元的磁化強度大小相同。

12.根據權利要求1所述的一種多圈絕對磁編碼器，其特征在于，永磁體(100，300)的組成材料為選自RECo₅，其中RE=Sm和/或Pr；RE₂TM₁₇，其中RE=Sm，TM=Fe，Cu，Co，Zr和/或Hf；RE₂TM₁₄B，其中RE=Nd，Pr和/或Dy，TM=Fe和/或Co；FeCrCo合金；NbFeB合金中的一種或多種，或永磁體(100，300)為所述永磁體組成材料的粉末和塑料，橡膠或樹脂形成的復合體。