[發(fā)明專利]一種絕對(duì)位置位移傳感器光柵絕對(duì)位置編碼及譯碼方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811364288.5
• 申請(qǐng)日: 2018-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN109341545A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 艾鷹;董俊;閻素珍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州市精谷智能科技有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/02
• 分類號(hào): G01B11/02;G01D5/347
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 陳燕嫻;李斌

1.一種絕對(duì)位置位移傳感器光柵的絕對(duì)位置編碼及譯碼方法，其特征在于，包括下述步驟：

將絕對(duì)位置編碼的光柵分為N條碼道，第一條為絕對(duì)碼道，其余N-1條碼道為等距增量碼道，N為大于或等于2的整數(shù)；

所述絕對(duì)碼道由格雷碼區(qū)、區(qū)間碼區(qū)和過區(qū)間碼區(qū)組成，其中格雷碼區(qū)長度大于0，所述區(qū)間碼區(qū)和過區(qū)間碼區(qū)長度大于或等于0；所述格雷碼區(qū)位于絕對(duì)碼道的內(nèi)側(cè)或下側(cè)，由多位格雷碼的編碼位相對(duì)于增量碼道刻線縱向排列；

所述等距增量刻線數(shù)量與格雷碼數(shù)量相等，等距增量刻線寬度等于0.5倍格雷碼長度；所述等距增量碼道包括有均勻間隔分布的低位等距增量碼道和高位等距增量碼道；

所述低位等距增量碼道刻線數(shù)等于格雷碼數(shù)量，每個(gè)低位等距增量碼道刻線寬度等于格雷碼寬度的一半，即每個(gè)格雷碼對(duì)應(yīng)一個(gè)完整低位等距增量碼道刻線循環(huán)單元；

所述高位等距增量碼道刻線數(shù)根據(jù)需要，設(shè)置為低位等距增量碼道刻線數(shù)的M倍，M為大于等于2的整數(shù)，即每個(gè)低位等距增量碼道刻線循環(huán)單元對(duì)應(yīng)相應(yīng)完整整數(shù)倍的高位等距增量刻碼道線循環(huán)單元；

光柵絕對(duì)碼道編碼區(qū)域透光或反射光到光電元件時(shí)對(duì)應(yīng)編碼為“1”，不透光或不反射光到光電元件時(shí)對(duì)應(yīng)編碼為“0”；

譯碼時(shí)通過FPGA芯片對(duì)各個(gè)碼道讀取的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行整合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述絕對(duì)位置位移傳感器光柵的絕對(duì)位置編碼及譯碼方法，其特征在于，所述絕對(duì)碼道的格雷碼區(qū)為10位格雷碼編碼；對(duì)于較小直徑的圓光柵，格雷碼區(qū)包含1024個(gè)10位格雷碼編碼；對(duì)于較大直徑的圓光柵，依據(jù)圓光柵直徑，格雷碼區(qū)設(shè)置包含二進(jìn)制倍數(shù)的10位格雷碼編碼循環(huán)單元，每個(gè)完整的格雷碼編碼循環(huán)單元包含1024個(gè)10位格雷碼編碼，格雷碼編碼循環(huán)單元按相同的格雷碼編碼排列順序進(jìn)行循環(huán)；

對(duì)于直線光柵，每個(gè)格雷碼長度0.25mm，每個(gè)完整的格雷碼編碼循環(huán)單元包含1024個(gè)10位格雷碼編碼，格雷碼編碼循環(huán)單元按相同的格雷碼編碼排列順序進(jìn)行循環(huán)，循環(huán)單元長度為256mm；

格雷碼編碼循環(huán)單元中的每個(gè)10位格雷碼編碼與相鄰的10位格雷碼編碼之間只有一位格雷碼編碼的差別；且格雷碼編碼循環(huán)單元中的第一個(gè)10位格雷碼編碼與最后一個(gè)10位格雷碼編碼之間也只有一位格雷碼編碼的差別。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述絕對(duì)位置位移傳感器光柵的絕對(duì)位置編碼及譯碼方法，其特征在于，當(dāng)區(qū)間碼區(qū)長度不為0時(shí)，所述區(qū)間碼區(qū)位于格雷碼區(qū)外側(cè)或上側(cè)，當(dāng)需要進(jìn)行較大直徑圓光柵或較長長度直線光柵編碼時(shí)，區(qū)間碼可設(shè)為2-8位，區(qū)間碼最多為256個(gè)，此時(shí)如直線光柵絕對(duì)碼道的編碼長度最多為65536mm；當(dāng)需要進(jìn)行更長長度的編碼時(shí)，設(shè)置成8位以上的區(qū)間碼；設(shè)定位數(shù)區(qū)間碼的編碼位相對(duì)于增量碼道刻線縱向排列；單個(gè)區(qū)間碼長度比一個(gè)完整格雷碼編碼循環(huán)單元長度短一個(gè)格雷碼長度，相鄰兩個(gè)區(qū)間碼間隔1個(gè)倍格雷碼長度距離；單個(gè)區(qū)間碼起始位置與格雷碼編碼循環(huán)單元第一個(gè)格雷碼中線位置縱向?qū)R，區(qū)間碼終止位置與格雷碼編碼循環(huán)單元最后一個(gè)格雷碼中線位置縱向?qū)R。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述絕對(duì)位置位移傳感器光柵的絕對(duì)位置編碼及譯碼方法，其特征在于，所述過區(qū)間碼區(qū)長度大于0時(shí)，該過區(qū)間碼區(qū)位于區(qū)間碼區(qū)外側(cè)或上側(cè)；當(dāng)需要進(jìn)行較大直徑圓光柵或較長長度直線光柵編碼時(shí)，過區(qū)間碼可設(shè)為2-8位，或依據(jù)實(shí)際需求設(shè)置更多位，位數(shù)與區(qū)間碼位數(shù)相同，數(shù)量與區(qū)間碼數(shù)量相等；設(shè)定位數(shù)過區(qū)間碼的編碼位相對(duì)于增量碼道刻線縱向排列；過區(qū)間碼長度等于格雷碼長度的3倍，中心線與相鄰兩個(gè)格雷碼編碼循環(huán)單元之間的刻線分界線縱向?qū)R，向兩側(cè)各延伸1.5倍格雷碼長度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述絕對(duì)位置位移傳感器光柵的絕對(duì)位置編碼及譯碼方法，其特征在于，所述過區(qū)間碼區(qū)除過區(qū)間碼之外的區(qū)域與前一個(gè)格雷碼編碼位循環(huán)單元最末尾的幾個(gè)格雷碼中的第10位編碼位形成反碼；當(dāng)最末尾的幾個(gè)格雷碼中的第10位編碼位設(shè)置成透光或可反射光時(shí)，過區(qū)間碼區(qū)除過區(qū)間碼之外的區(qū)域設(shè)置為不透光或不反射光；當(dāng)最末尾的幾個(gè)格雷碼中的第10位編碼位設(shè)置成不透光或不反射光時(shí)，過區(qū)間碼區(qū)除過區(qū)間碼之外的區(qū)域設(shè)置為透光或可反射光。