[發明專利]格柵編碼器及其裝置

在審

• 申請號: 201811019331.4
• 申請日: 2018-09-03
• 公開（公告）號: CN110873585A
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 徐志豪;蕭恒昇;蕭志茂
• 申請（專利權）人: 大銀微系統股份有限公司
• 主分類號: G01D5/249
• 分類號: G01D5/249
• 代理公司: 北京泰吉知識產權代理有限公司 11355
• 代理人: 史瞳;謝瓊慧

一種格柵編碼器適用于安裝在線性軸上，包含由導磁材料構成的基體及格柵編碼單元。格柵編碼單元包括設置于基體上的格柵編碼組，及與格柵編碼組相鄰設置而位于相同表面的位置格柵編碼組，格柵編碼組具有多個沿基體的軸線延伸并沿軸線的徑向間隔排列的凹部，位置格柵編碼組具有多個沿軸線的徑向延伸并沿軸線間隔排列的凹部。本發明還提供一種適用于安裝在旋轉軸上的格柵編碼裝置，包含具有環形基體的格柵編碼器及感測單元，感測單元與格柵編碼器間隔設置。借此，能量測線性軸的直線度誤差、平坦度、橫向及垂直振動量，還可量測旋轉軸的軸向與徑向偏擺量，通過位置格柵編碼組來量測線性軸的位移與速度及旋轉軸的角度位置與角速度。

技術領域

本發明涉及一種編碼器，特別是涉及一種能量測線性軸與旋轉軸的振動量、偏擺量、速度，及角度位置的格柵編碼器及其裝置。

背景技術

美國第8,836,324號公告專利(下稱前案)公開一種用于量測線性或旋轉軸的鐵磁材料(ferromagnetic material)裝置，其中，該鐵磁材料裝置具有齒形結構，并通過將一巨磁阻(giant magnetoresistance，GMR)感測器與一永久磁鐵并列，并將其設置在感應齒形結構的最大磁場處，用以量測得知其解析位移物理量。

具體地說，前案使用線性或環形導磁材料，通過在其上表面加工出齒形結構，且巨磁阻感測器與永久磁鐵并列，當通過溝槽狀的齒形結構時，其感測得到的磁場會產生弦波狀的變化，進而解析得到相關物理量。

然而，前案的齒形結構于線性導磁材料上的排列方式是沿其寬度方向延伸，而沿其長度方向排列；而于環形導磁材料上的齒形結構則是設置在環形導磁材料的內表面上，且也是沿其寬度方向延伸，而沿其長度方向排列，換句話說，前案齒形結構的排列方式只能量測到單一方向的位移量。舉例來說，當齒形結構為軸向排列時，僅能量測軸向位移量；若為徑像排列時，則僅能量測到徑向位移量。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能量測線性軸的直線度誤差、平坦度、橫向與垂直振動量，及位移與速度的格柵編碼器。

本發明格柵編碼器包含基體及格柵編碼單元；所述基體由導磁材料構成；所述格柵編碼單元由導磁材料構成，包括設置于所述基體上的格柵編碼組，及與所述格柵編碼組相鄰設置而位于相同表面的位置格柵編碼組，所述格柵編碼組具有多個沿所述基體的軸線延伸并沿所述軸線的徑向間隔排列的凹部，所述位置格柵編碼組具有多個沿軸線的所述徑向延伸并沿所述軸線間隔排列的凹部。

本發明格柵編碼器的另一實施態樣包含環形基體及格柵編碼單元；所述環形基體由導磁材料構成，包括第一表面，及相反所述第一表面的第二表面；所述格柵編碼單元由導磁材料構成，包括設置于所述環形基體的所述第一表面與所述第二表面的其中一者的格柵編碼組，所述格柵編碼組具有多個以所述環形基體的中心軸線為同心圓間隔排列的凹部。

本發明的格柵編碼器，所述第一表面與所述第二表面的法線與所述中心軸線平行，所述格柵編碼組設置于所述第一表面，所述凹部為同心圓地沿所述環形基體的徑向排列。

本發明的格柵編碼器，所述第一表面與所述第二表面的法線與所述中心軸線垂直，且所述第二表面鄰近所述中心軸線，所述格柵編碼組設置于所述第一表面，所述凹部為同心圓地沿所述環形基體的軸向排列。

本發明格柵編碼器的另一實施態樣包含環形基體及格柵編碼單元；所述環形基體由導磁材料構成，包括第一表面，及相反所述第一表面的第二表面；所述格柵編碼單元由導磁材料構成，包括設置于所述環形基體的所述第一表面與所述第二表面的其中一者的格柵編碼組，及與所述格柵編碼組相鄰地設置于相同表面的位置格柵編碼組，所述格柵編碼組具有多個以所述環形基體的中心軸線為同心圓間隔排列的凹部，所述位置格柵編碼組具有多個圍繞所述中心軸線而間隔排列的凹部。