[發明專利]自發電絕對型編碼裝置

有效

• 申請號: 201410826312.8
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN105783946B
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 林正平;呂杰锽
• 申請（專利權）人: 臺達電子工業股份有限公司
• 主分類號: G01D5/14
• 分類號: G01D5/14
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 李昕巍;章侃銥

本發明公開了一種自發電絕對型編碼裝置，用于量測待測裝置的轉動圈數，包含：自發電模塊，具有兩個韋根絲及磁場產生單元，磁場產生單元產生磁場變化，使兩個韋根絲依據磁場變化而產生兩個脈沖電壓；整流電路，接收兩個脈沖電壓，并將兩個脈沖電壓整流；儲存單元，接收整流后的兩個脈沖電壓提供的電能而運作；集成電路，接收整流后的兩個脈沖電壓提供的電能而運作，且將整流后的兩個脈沖電壓濾波，以根據整流濾波后的兩個脈沖電壓判斷待測裝置的轉動方向，并依據判斷結果計算待測裝置的轉動圈數，以將計算后的結果寫入儲存單元內。

技術領域

本發明涉及一種編碼裝置，尤指一種可加強供電能力，且無須使用霍爾傳感器即可判別待測裝置的轉動方向，以進行圈數計數的自發電絕對型編碼裝置。

背景技術

一般而言，交流伺服馬達內都具有編碼器，該編碼器用于提供轉子的角度，以獲知馬達的轉速信息，進而使相關速度控制單元依據轉速信息而精確地控制馬達轉速。

編碼器依據其編碼方式而可分為絕對型編碼器以及增量型編碼器，其中絕對型編碼器的特性為每一個位置對應一個特定的編碼，因此當交流伺服馬達斷電再復電后，仍可通過讀取絕對型編碼器所提供的特定的編碼而得到正確的角度計數，并無須再進行復始或歸零的動作。

絕對型編碼器也可分為單圈絕對型編碼器及多圈絕對型編碼器，其中多圈絕對型編碼器可按是否使用電池分為兩種類型，其中一種類型為機械齒輪式編碼器，該機械齒輪式編碼器采用齒輪等機械結構來記錄角度位置，故無須使用電池來進行供電。然而該機械齒輪式編碼器因具有多個齒輪，故結構較為復雜，相對地也具有較大的體積。

因此，為了符合微小化的趨勢發展，目前搭配交流伺服馬達所使用的多圈絕對型編碼器大部分為另一種類型，即為電池式編碼器，電池式編碼器內包含電池，當無供電給電池式編碼器時，電池式編碼器則改由電池供電，使電池式編碼器內部的光學架構進行角度計數。

雖然電池式編碼器因利用光學架構進行圈數計數，而非類似機械齒輪式編碼器利用齒輪進行圈數計數，使得電池式編碼器的體積可相對縮小，故可節省空間而進行薄型化設計，然而由于電池式編碼器內的電池壽命有限，因此當電池電力耗盡時，不但更換不易，且廢棄的電池也產生環保問題，進一步地，由于需時常更換新電池，導致電池式編碼器的成本提高。

雖然為了改善上述電池式編碼器的缺失，目前已發展出利用單一韋根絲來自行發電的自發電絕對型編碼裝置，該自發電絕對型編碼裝置根據韋根效應(Wiegand effect)所設計，其工作原理為在交替變換磁場中，當平行單一韋根絲的某極性，例如N級，的磁場達到觸發磁感應強度時，單一韋根絲便感應出一脈沖電壓，而當旋轉至相反極性時，則感應出一方向相反脈沖電壓，而該些脈沖電壓的電能可提供給自發電絕對型編碼裝置內的電路來使用，如此一來，自發電絕對型編碼裝置便可無須如電池式編碼器需具有電池。

然而上述自發電絕對型編碼裝置由于使用單一韋根絲來自行發電，故供電效果較為不佳。此外，對應于使用單一韋根絲，上述自發電絕對型編碼裝置還必需具有一霍爾傳感器，以通過霍爾傳感器才能檢測馬達的轉子的轉動方向，例如正轉或是反轉，然上述自發電絕對型編碼裝置并無法直接利用單一韋根絲所產生的脈沖電壓來判斷馬達的轉子轉動的方向。

因此，如何發展一種可改善上述公知技術缺失的自發電絕對型編碼裝置，實為相關技術領域者目前所迫切需要解決的問題。

發明內容

在下文中給出關于本發明的簡要概述，以便提供關于本發明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本發明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的還詳細描述的前序。