[發明專利]復合型絕對值編碼器

有效

• 申請號: 201410188609.6
• 申請日: 2014-05-06
• 公開（公告）號: CN103983290A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 裘奮
• 申請（專利權）人: 上海精浦機電有限公司
• 主分類號: G01D5/56
• 分類號: G01D5/56
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 胡美強;王婧荷

技術領域

本發明涉及一種復合型絕對值編碼器，尤其涉及一種具有磁電式絕對值編碼單元與光電式增量編碼單元的復合結構的絕對值編碼器。

背景技術

在現有精密加工與自動化控制領域，對于位置的高精密測量與控制定位，包括旋轉角度、速度及傳動后移動的距離等的位置與速度的測量，都需要有高分辨率的絕對值編碼器，尤其是分辨率需要達到千分之一度以上的要求(也即360000的圓周分割度，約2的19次方的19位以上的分割度分辨率要求)。例如精密加工中心的轉臺多角度精密定位、伺服電機與機器人手臂控制的高精度定位與速度控制、快速電梯轎廂的啟動平穩與樓層定位、雷達與無線天線的轉臺高精度轉角定位等等，高精度高分辨率的絕對值編碼器是其控制精度的關鍵技術?，F有的普通的光學式增量編碼器，常規的光學式絕對值編碼器、常規的磁電式絕對值編碼器都有各自的缺點，無法達到19位以上絕對值信號高分辨率，或者由于工藝難度而非常的昂貴，從而限制了這類產品的工業廣泛應用。如何獲得較為經濟的適合工業大量應用的19位以上的高分辨率絕對值編碼器，以及如何便利地使用高分辨率絕對值編碼器，是現代工業控制非常關鍵的技術。

現有的一種復合型絕對值編碼器，參見圖1，包括共用一轉軸11的一磁電式絕對值編碼單元、一光電式增量編碼單元以及一編碼電路板12。

所述磁電式絕對值編碼單元于輸出一絕對值信號，包括一設置于所述轉軸11上的永磁鐵131、一設置于所述永磁鐵131下游的磁電傳感器132和一與所述磁電傳感器132電連接的絕對值編碼器件，所述絕對編碼器件設置于所述編碼電路板12上。所述磁電式絕對值編碼單元的編碼原理為：所述絕對值編碼器件利用記憶功能將所述永磁鐵131的N(北)、S(南)極磁場分布圖保存下來(記錄為初始點，也叫零點)，當所述永磁鐵131隨著所述轉軸11一起轉動時，所述永磁鐵131的N、S極磁場分布發生改變，所述磁電傳感器132將檢測到的磁場分布圖傳輸給所述絕對值編碼器件，所述絕對值編碼器件將接收到的磁場分布圖與初始點的磁場分布圖做比較，得出兩圖之間的相對夾角，從而推算出所述轉軸11當前的絕對位置，即輸出所述絕對值信號。

所述光電式增量編碼單元用于輸出一正弦信號和一余弦信號，包括一光發射器141、一透鏡144(圖1中未示出，圖4中示出)、一具有若干等寬等間距的第一狹縫的光柵146(圖1中未示出，圖4中示出)、一設置于所述轉軸11上的碼盤142、一組(兩個)第一光電傳感器143和一增量編碼器件145，所述碼盤142的外圈設有若干與所述第一狹縫相同的編碼狹縫，所述光電式增量編碼單元的編碼原理為：所述光發射器141發射的光依次經過所述透鏡144、所述光柵146和所述碼盤142后傳輸至所述第一光電傳感器143的輸入端，當所述碼盤142隨著所述轉軸11轉動時，所述第一光電傳感器143檢測到的光通量發生變化，相應的輸出所述正弦信號和所述余弦信號，并且所述正弦信號和所述余弦信號的峰峰值相同、周期相同。

所述編碼電路板12獲取所述絕對值信號和所述正余弦信號，并將二者組合成為一絕對值編碼，每個絕對值編碼對應的所述轉軸11轉動位置都是唯一確定的。

但是在所述復合型絕對值編碼器的工作中，由于各種工作環境因素引起的非正常性變化，如光發射器隨供電電壓的波動或溫度變化而光強度的變化、透鏡、碼盤的玻璃面受灰塵或油污的影響透過率下降、所述第一光電傳感器隨溫度變化的靈敏度變化等等，均會導致所述光電式增量編碼單元輸出的正弦信號和余弦信號不穩定，影響所述復合型絕對值編碼器的分辨率。

發明內容

為了解決現有技術中復合型絕對值編碼器的分辨率易受環境因素影響輸出不穩定的缺陷，提供一種高精度、具有穩定輸出的復合型絕對值編碼器。

本發明是通過下述技術方案解決上述技術問題的：

一種復合型絕對值編碼器，包括共用一轉軸的一磁電式絕對值編碼單元和一光電式增量編碼單元，所述磁電式絕對值編碼單元用于輸出一絕對值信號，所述光電式增量編碼單元包括一光發射器、一透鏡、一具有若干第一狹縫的光柵、一與所述轉軸連接的碼盤、一第一光電傳感器和一增量編碼器件，其特點是，

所述碼盤包括一編碼區和一全透光區，所述復合型絕對值編碼器還包括一光電校準單元，所述光電校準單元包括：一透光部、一遮光部、一第二光電傳感器和一調節電路，所述透光部和所述遮光部分別刻有若干與所述第一狹縫相同的第二狹縫和第三狹縫，且所述第二狹縫與所述第一狹縫對齊，所述第三狹縫與所述第一狹縫完全錯開。