[發明專利]增量式旋轉編碼器的正反置零偏差消除方法及計數方法

有效

• 申請號: 202110614603.0
• 申請日: 2021-06-02
• 公開（公告）號: CN113358140B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 袁毅;陳銀暉;王海彥;侯麗偉;周德亮;謝巍;俞旭輝;潘鳴;孫義興;侯樹海
• 申請（專利權）人: 上海亨臨光電科技有限公司;江蘇亨通太赫茲技術有限公司
• 主分類號: G01D5/249
• 分類號: G01D5/249
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 陳松

本發明提供了增量式旋轉編碼器的正反置零偏差消除方法、系統、增量式旋轉編碼器的計數方法以及計算機可讀存儲介質，可消除增量式旋轉編碼器在正反轉時的置零偏差，輸出精確的零位，在增量式旋轉編碼器應用于高精度控制的場合，該方法將有很廣泛的應用，正反置零偏差消除方法，設置與Z相的相位相反的Z’相，通過Z相或Z’相的輸出的上升沿判定計數器輸出零位，用于消除正反置零偏差。

技術領域

本發明涉及增量式旋轉編碼器技術領域，具體涉及增量式旋轉編碼器的正反置零偏差消除方法、系統、增量式旋轉編碼器的計數方法以及計算機可讀存儲介質。

背景技術

增量式旋轉編碼器包含一個固定的殼體和一個可以相對殼體旋轉的轉軸，以及A相、B相和Z相三個輸出信號，如圖1。

當編碼器的殼體1固定，轉軸2相對殼體從圖1中的位置1順時針經過位置0(零位)旋轉至位置2時，或者從位置2逆時針經過位置0(零位)，旋轉至位置1時，其A相、B相和Z相的輸出信號如圖2。

目前市場上和編碼器配套的角度計數器的讀取原理，是計數A相或B相輸出的上升沿或下降沿數量來獲取轉軸的旋轉角度；判斷A相或B相各邊沿時刻A相或B相的電平的高低來獲取轉軸的旋轉方向為順時針或逆時針；判斷A相或B相各邊沿時刻Z相的電平的高低來獲取編碼器的零位。見圖2，以計數A相上升沿為例，定義順時針轉角為正，逆時針轉角為負，其計數判斷流程如圖3，用↑表示上升沿，H表示高電平，L表示低電平，表1給出了計數方式的邏輯真值表。

A相	B相	Z相	計數器結果
↑	H或L	H	置零
↑	L	L	+1
↑	H	L	-1

表1

圖2、圖3及表1可知，以A相上升沿為例，當編碼器的轉軸單向旋轉時，編碼器的零位輸出是精確的；而當轉軸以順時針(正向)或逆時針(反向)分別通過編碼器零位時，兩者輸出的零位是不重合的，存在一個正反置零偏差，見圖4所示。

該偏差屬于系統誤差，其原因是編碼器的Z相輸出的高電平也有一定的寬度，該寬度對于不同品牌和型號的編碼器來說并非一個精確穩定的值，且產品手冊中通常也不會標明該寬度的精確值。