[發明專利]一種應用于直線位移臺的絕對零位傳感器及定位方法

在審

• 申請號: 202010545316.4
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111830903A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 黃銀國;陳亞楠;王澤晶;鄭葉龍;趙美蓉
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G05B19/401
• 分類號: G05B19/401;G01B7/00;G01B7/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 吳學穎

本發明公開了一種應用于直線位移臺的絕對零位傳感器及定位方法：由一個永磁體、兩個線性磁場傳感器和信號處理電路組成，永磁體安裝在直線位移臺的移動板，兩個線性磁場傳感器沿位移臺運動方向以一定的距離安裝在直線位移臺固定板；信號處理電路輸入端分別與兩個線性磁場傳感器電連接，輸出端與直線位移臺的控制器電連接，在直線位移臺移動時，信號處理電路對兩個線性磁場傳感器的輸出信號進行差分放大，差分放大后的輸出結果表征絕對位移，用于判斷直線位移臺是否回到絕對零點。本發明能讓運動塊迅速準確的進行零點定位，絕對零點位置不會因機械磨損而改變，可有效的減少定位誤差。

技術領域

本發明涉及機械運行定位控制技術領域，更具體的說，是涉及一種應用于直線位移臺的絕對零位傳感器及定位方法。

背景技術

隨著社會的發展，制造業對加工精度的提高，要求對位移有更加精確的測量，一些新型的測量器具和測量技術應運而生。目前，精密的位移測量廣泛采用光柵，磁柵等技術制成的傳感器進行測量。其中磁柵位移傳感器是一種采用電磁方法記錄磁波數目的位置檢測元件，可用于直線和轉角的測量，其優點是安裝方便，在油污、粉塵較多的場合使用具有較好的穩定性。但是磁柵位移傳感器的精度不夠高，難以實現絕對位移輸出。光柵位移傳感器具有精度高、穩定性好、響應速度快、抗干擾能力強等優點，廣泛用于測量儀、數控機床等高精度位置測量領域，但目前的精密光柵線位移測量系統普遍采用增量式光柵，因為存在累積誤差現象，從而影響工件加工或測量的精度，因此這種光柵尺在開啟或復位時需要回到零點位置。

保證裝置中零點定位系統裝置的高效性和準確性，就可以通過零點定位消除各種累積誤差，保證工作的準確性、連續性，零點定位裝置在現代工業生產的很多領域中都有重要應用，現有的位移裝置零點定位技術大部分使用復位彈簧或者帶螺紋的驅動軸來消除復位時可能存在的軸向間隙，還有一部分使用外接的定位傳感器，如光電開關等位置傳感器，將傳感器放置在零點附近作為裝置回零點的定位基準，具體地為，將運動塊以某一速度向著某方向運行，行進過程中如果位置傳感器檢測到運動塊到達指定位置，就控制驅動機構停止運動，此時就認為運動塊所處位置為零點位置。

上述回零點方法的零點位置都是相對的，零點位置會因加工裝配誤差，結構磨合程度，機械使用磨損等問題，造成零點位置發生改變，本發明提出的這種應用于直線位移臺的絕對零位傳感器可以有效的解決這些問題。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，針對現有的零點定位裝置系統的不足，提出一種應用于直線位移臺的絕對零位傳感器及定位方法，能讓運動塊迅速準確的進行零點定位，絕對零點位置不會因機械磨損而改變，可有效的減少定位誤差。

本發明的目的可通過以下技術方案實現。

本發明應用于直線位移臺的絕對零位傳感器，由一個永磁體、兩個線性磁場傳感器和信號處理電路組成，所述永磁體安裝在直線位移臺的移動板，所述兩個線性磁場傳感器沿位移臺運動方向以一定的距離安裝在直線位移臺固定板；所述信號處理電路輸入端分別與兩個線性磁場傳感器電連接，輸出端與直線位移臺的控制器電連接，在直線位移臺移動時，所述信號處理電路對兩個線性磁場傳感器的輸出信號進行差分放大，差分放大后的輸出結果表征絕對位移，用于判斷直線位移臺是否回到絕對零點。

所述兩個線性磁場傳感器安裝位置的中點即為絕對零點位置，所述永磁體和兩個線性磁場傳感器安裝位置在豎直方向上保持一定距離且三者安裝位置在同一平面內。

所述永磁體隨直線位移臺移動板移動到絕對零點位置正上方時，兩個線性磁場傳感器處的磁感應強度相等，信號處理電路輸出電壓為零，此時所述直線位移臺位于絕對零點位置。

所述線性磁場傳感器采用線性霍爾傳感器，兩個線性霍爾傳感器輸出感應電壓大小與永磁體距離絕對零點的位置有關。