[發明專利]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

• 申請號: 202010198525.6
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN111307187B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 王國富;廖祖平;衣洪梅;馬強
• 申請（專利權）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所(特殊普通合伙) 21244
• 代理人: 崔雪;梁左秋

本發明涉及角度傳感器技術領域，提供一種快速尋零的微小型增量式角度傳感器，包括：輸入軸、光源、狹縫盤、編碼盤、接收板和傳感器底座；所述輸入軸設置在傳感器底座中心上方；所述輸入軸的頂端用于與待測軸連接，所述輸入軸的底端與編碼盤固定連接；所述光源、狹縫盤和接收板分別固定在傳感器底座上，所述光源上方依次為狹縫盤、編碼盤和接收板；所述狹縫盤在與接收板上的接收燈對應位置對應設置第一通光狹縫和第二通光狹縫；所述編碼盤在與狹縫盤上的第一通光狹縫徑向對應位置設置第一通光碼道，在與狹縫盤上的第二通光狹縫徑向對應位置設置第二通光碼道。本發明能夠以最短的時間完成尋零功能并且可以避免撞擊機械限位。

技術領域

本發明涉及角度傳感器技術領域，尤其涉及一種快速尋零的微小型增量式角度傳感器及其測量方法。

背景技術

增量式角度傳感器，工作時應首先進行尋零。傳感器復位后輸出隨機增量角度值，當角度傳感器順時針轉動或者逆時針轉動經過零位角度時，會產生一個絕對零位信號，角度值清零，如此完成尋零，傳感器開始正常工作，并計算絕對角度位置。

圖1是現有技術的增量式角度傳感器的尋零原理示意圖。如圖1所示，傳統的增量式角度傳感器的尋零方式如圖1所示，除了零位信號外還需要額外的正限位信號La和負限位信號Lb，增加2路信號會導致角度傳感器的體積增大，并且傳感器復位后，存在以下三種情況：

1.La為高，則角度傳感器逆時針旋轉，能尋到零位；

2.La為低，Lb為高，則角度傳感器順時針旋轉，能尋到零位；

3.La和Lb都為低，只能傻瓜式按默認方向先順時針(或逆時針)旋轉，如果當La(或Lb)變為高，依舊未尋到零，則逆時針(或順時針)旋轉，能尋到零位。

如果系統存在限位，第1、2、3種情況都不會撞擊限位。如果角度傳感器復位后，第3情況尋零比較慢。導致增量式角度傳感器尋零效率不好、效率不高。

發明內容

本發明主要解決傳統增量式角度傳感器尋零效率不好、效率不高的技術問題，提出一種快速尋零的微小型增量式角度傳感器及其測量方法，使用兩路零位信號組合產生絕對零位信號，在角度傳感器復位后，零位信號具有指示零位位置方位的功能，系統根據零位信號控制旋轉方向，可用最短的時間完成尋零功能，并可以避免撞擊限位。

本發明提供了一種快速尋零的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)上的接收燈對應位置對應設置第一通光狹縫(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)徑向對應位置設置第一通光碼道(11)，在與狹縫盤(3)上的第二通光狹縫(10)徑向對應位置設置第二通光碼道(12)。

優選的，所述傳感器底座(7)上配合設置傳感器外殼(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)分別設置在傳感器外殼(8)內部。

優選的，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)。

優選的，所述光源(2)發出平行光。

對應的，本發明還提供一種快速尋零的微小型增量式角度傳感器的測量方法，包括以下過程：