[發(fā)明專利]一種快速尋零的微小型增量式角度傳感器及其測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010198525.6
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN111307187B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王國富;廖祖平;衣洪梅;馬強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 大連探索者科技有限公司
• 主分類號: G01D5/347
• 分類號: G01D5/347;G01B11/26
• 代理公司: 大連大工智訊專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21244
• 代理人: 崔雪;梁左秋

1.一種快速尋零的微小型增量式角度傳感器的測量方法，其特征在于：

所述微小型增量式角度傳感器，包括：輸入軸(1)、光源(2)、狹縫盤(3)、編碼盤(4)、接收板(5)和傳感器底座(7)；

所述輸入軸(1)設(shè)置在傳感器底座(7)中心上方；所述輸入軸(1)的頂端用于與待測軸連接，所述輸入軸(1)的底端與編碼盤(4)固定連接；

所述光源(2)、狹縫盤(3)和接收板(5)分別固定在傳感器底座(7)上，所述光源(2)上方依次為狹縫盤(3)、編碼盤(4)和接收板(5)；

所述狹縫盤(3)在與接收板(5)上的接收燈對應(yīng)位置對應(yīng)設(shè)置第一通光狹縫(9)和第二通光狹縫(10)；

所述編碼盤(4)在與狹縫盤(3)上的第一通光狹縫(9)徑向?qū)?yīng)位置設(shè)置第一通光碼道(11)，在與狹縫盤(3)上的第二通光狹縫(10)徑向?qū)?yīng)位置設(shè)置第二通光碼道(12)；

所述測量方法，包括以下過程：

步驟1，測量角度傳感器的零位信號，包括：輸入軸(1)轉(zhuǎn)動帶動編碼盤(4)轉(zhuǎn)動，編碼盤(4)與狹縫盤(3)產(chǎn)生相對運(yùn)動，光源(2)發(fā)出的平行光依次穿過狹縫盤(3)與編碼盤(4)，平行光穿過狹縫盤(3)與編碼盤(4)后，產(chǎn)生光強(qiáng)變化照射在接收板(5)上，接收板(5)接收光強(qiáng)變化的光信號并且將光信號轉(zhuǎn)化為兩路零位電信號，利用兩路零位電信號通過如下關(guān)系確定零位位置：

a)如果Za＝1，Zb＝0，則角度傳感器處于零位位置；

b)如果Za＝1，Zb＝1，則角度傳感器處于正方向位置；

c)如果Za＝0，Zb＝0，則角度傳感器處于反方向位置；

d)如果Za＝0，Zb＝1，則角度傳感器處于180°位置；

其中，Za表示編碼盤(4)轉(zhuǎn)動時，光源(2)發(fā)出的平行光依次通過第一通光狹縫(9)和第一通光碼道(11)編碼后形成的零位信號；Zb表示編碼盤(4)轉(zhuǎn)動時，光源(2)發(fā)出的平行光依次通過第二通光狹縫(10)和第二通光碼道(12)編碼后形成的零位信號；

步驟2，測量待測軸的旋轉(zhuǎn)角度信號；

步驟3，將步驟1和步驟2得到的測量結(jié)果轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，由輸出線纜(6)將數(shù)字信號輸出，輸出形式為“零位+角度”。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速尋零的微小型增量式角度傳感器的測量方法，其特征在于，所述傳感器底座(7)上配合設(shè)置傳感器外殼(8)；

所述輸入軸(1)從傳感器外殼(8)頂部穿入，所述光源(2)、狹縫盤(3)、編碼盤(4)和接收板(5)分別設(shè)置在傳感器外殼(8)內(nèi)部。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速尋零的微小型增量式角度傳感器的測量方法，其特征在于，所述接收板(5)連接輸出線纜(6)，所述輸出線纜(6)穿出傳感器外殼(8)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的快速尋零的微小型增量式角度傳感器的測量方法，其特征在于，所述光源(2)發(fā)出平行光。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速尋零的微小型增量式角度傳感器的測量方法，其特征在于，步驟2，測量待測軸的旋轉(zhuǎn)角度信號，包括以下過程：

輸入軸(1)跟隨待測軸轉(zhuǎn)動，同時輸入軸(1)帶動編碼盤(4)旋轉(zhuǎn)，光源(2)發(fā)出的平行光穿過狹縫盤(3)和編碼盤(4)被接收板(5)接收，接收板(5)將接受到的光信號經(jīng)過解算轉(zhuǎn)化為電信號，當(dāng)轉(zhuǎn)動經(jīng)過絕對零位時，角度值清零，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)輸入軸(1)，測量輸出的角度值。