[實用新型]一種絕對式矩陣編碼盤

有效

• 申請號: 201320499366.9
• 申請日: 2013-08-16
• 公開（公告）號: CN203364856U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 季英瑜
• 申請（專利權）人: 衢州學院
• 主分類號: G01D5/347
• 分類號: G01D5/347
• 代理公司: 杭州之江專利事務所(普通合伙) 33216
• 代理人: 馬曉明

技術領域

本實用新型屬于利用傳遞傳感構件輸出的測量技術領域，涉及一種用于自動化領域測量旋轉角度、旋轉速度、直線位移等物理量的傳感器件的核心元件，是一種絕對式矩陣編碼盤。?

背景技術

光電軸角編碼器是一種常用的測量長度、角度、速度等物理量的傳感器，按編碼方式的不同，大體可分為增量式、絕對式和準絕對式光電編碼器三大類，其中絕對式光電軸角編碼器具有絕對位置計數，精度高，可靠穩定，受外界干擾小等優點。機械工具，汽車制動系統有時需要傳感器產生的數字值來指示機械位置。如圖1是編碼盤和一些觸點的概念圖，根據碼盤轉的位置，觸點產生一個3位二進制編碼，共有8個這樣的編碼。碼盤中暗的區域與對應的邏輯1的信號源相連；亮的區域沒有連接，觸點將其解釋為邏輯0。使用格雷碼對編碼盤上的亮、暗區域編碼，使得其連續的碼字之間只有一個數位變化。這樣就不會因為器件制造的精確度有限，而使得觸點轉到邊界位置而出現錯誤編碼。光電軸角編碼器的核心元件是編碼盤，包括碼盤和相匹配的狹縫盤，其中碼盤與編碼器主軸相連接，當主軸轉動時，帶動碼盤同步轉動。在碼盤的一側裝有光源（紅外發光管），在另一側裝有光電接收管，在碼盤與光電接收管之間裝有狹縫盤。光源發出的光穿過碼盤上的通光區段，狹縫盤上的狹縫，被光電接收管接受。當碼盤與狹縫發生相對角位移時，光電信號被調制成強弱變化的電信號，在經放大，整形，譯碼等技術環節，輸出二進制電碼。隨著工業化和高科技的發展以及軍工、科研等領域的需要，對光電軸角編碼器小型化的要求越來越迫切。光電軸角編碼器小型化的要求，必須使碼盤和狹縫盤的徑向尺寸縮小或者對碼盤的碼道設計編排上采用特殊的設計方法，但是，碼盤與狹縫的尺寸縮小后，影響碼道區域的有效寬度，也就是說，如果要保證同樣的分辨率，要么碼道數量不變，只能減少碼道的寬度，這樣對尺寸的減小貢獻很小；如果要保證碼道寬度不變，只能是減少碼道數量，這樣會造成編碼器分辨率降低。圖2所示的碼盤和圖3所示的狹縫盤相匹配構成的矩陣編碼盤，只能輸出8位碼，編碼器的測角分辨率只能達到1.40625°。因此，在碼盤的徑向尺寸縮小而又不減少編碼器的輸出位數，就要在碼盤的碼道布局上采取新的設計方法。?

發明內容

本實用新型了克服迄今公開的技術存在的缺陷，提高編碼器的測角精度，縮小編碼器的結構尺寸，解決絕對式編碼器小型化的需要，擴大編碼器的應用和使用范圍，提出了一種新型的絕對式矩陣編碼盤。?

本實用新型的目的是這樣實現的：一種絕對式矩陣編碼盤，由同軸間隙布置的碼盤和狹縫盤構成，所述的碼盤上沿徑向刻劃有碼道，所述的狹縫盤上對應地設置有狹縫，所述的碼盤上碼道數為3，第一圈碼道設置有不同的分區，分別為0°～90°、90°～180°、180°～270°、270°～360°四個扇形區域：在0°～90°的區域內，全部為非通光區段；在90°～180°區域內，全部為通光區段；在180°～270°的區域內，有兩個通光區段和不兩個不通光區段，兩者等寬且相間分布，每個通光區段和不通光區段的寬度都為22.5°；在270°～360°區域內，有兩個寬度為22.5°的通光區段，通光區段的寬度為唯一一個非通光區段的一半；第二圈碼道為校正碼，是在整個圓周上等間距的設有16個通光區段和16個不通光區段，他們寬度為11.25當相間分布，其中一個通光區段，以0°線對稱，上下各有5.625°；第三圈碼道均分為四個扇形區域，每個扇形區域的通光區段和不通光區段的設置方式相同；每一寬為90°的扇形區域中，通光區段的段數按2，4，8，16的等比數列梯次分布在每個寬為22.5°的分區域中，同一分區域中的通光區段和不通光區段的相間分布，每兩個通光區段間的不通光區段與通光區段的等寬，但首、尾兩個通光區段的外側還各有一個半寬不通光區段，即其寬度為通光區段的一半，以實現通光區段和不通光區段各自的總寬度均等于11.25°。兩者之間相互平行并保持一定的間隙，分別安裝在編碼器的旋轉的主軸和固定的主體上，碼盤隨編碼器主軸轉動，狹縫盤相對于編碼器主軸固定不轉動，碼盤與狹縫盤之間相對轉動，輸出代碼記錄著編碼器主軸轉動的角位移位置。?