复合型绝对值编码器制造技术

本发明专利技术公开了一种复合型绝对值编码器，包括一磁电式绝对值编码单元和一光电式增量编码单元，光电式增量编码单元的码盘包括一全透光区，所述复合型绝对值编码器还包括一光电校准单元和一数据组合单元，光电校准单元包括：一透光部、一遮光部、一第二光电传感器和一调节电路，透光部和遮光部分别刻有若干与第一狭缝相同的第二狭缝和第三狭缝，且第二狭缝与第一狭缝对齐，第三狭缝与第一狭缝完全错开，调节电路的输入端分别与第一光电传感器和第二光电传感器电连接，调节电路的输出端与增量编码器件电连接。本发明专利技术的复合型绝对值编码器能够进行准确的编码，从而提高所述复合型绝对值编码器的分辨率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种复合型绝对值编码器，包括一磁电式绝对值编码单元和一光电式增量编码单元，光电式增量编码单元的码盘包括一全透光区，所述复合型绝对值编码器还包括一光电校准单元和一数据组合单元，光电校准单元包括：一透光部、一遮光部、一第二光电传感器和一调节电路，透光部和遮光部分别刻有若干与第一狭缝相同的第二狭缝和第三狭缝，且第二狭缝与第一狭缝对齐，第三狭缝与第一狭缝完全错开，调节电路的输入端分别与第一光电传感器和第二光电传感器电连接，调节电路的输出端与增量编码器件电连接。本专利技术的复合型绝对值编码器能够进行准确的编码，从而提高所述复合型绝对值编码器的分辨率。【专利说明】复合型绝对值编码器
本专利技术涉及一种复合型绝对值编码器，尤其涉及一种具有磁电式绝对值编码单元与光电式增量编码单元的复合结构的绝对值编码器。
技术介绍
在现有精密加工与自动化控制领域，对于位置的高精密测量与控制定位，包括旋转角度、速度及传动后移动的距离等的位置与速度的测量，都需要有高分辨率的绝对值编码器，尤其是分辨率需要达到千分之一度以上的要求(也即360000的圆周分割度，约2的19次方的19位以上的分割度分辨率要求)。例如精密加工中心的转台多角度精密定位、伺服电机与机器人手臂控制的高精度定位与速度控制、快速电梯轿厢的启动平稳与楼层定位、雷达与无线天线的转台高精度转角定位等等，高精度高分辨率的绝对值编码器是其控制精度的关键技术。现有的普通的光学式增量编码器，常规的光学式绝对值编码器、常规的磁电式绝对值编码器都有各自的缺点，无法达到19位以上绝对值信号高分辨率，或者由于工艺难度而非常的昂贵，从而限制了这类产品的工业广泛应用。如何获得较为经济的适合工业大量应用的19位以上的高分辨率绝对值编码器，以及如何便利地使用高分辨率绝对值编码器，是现代工业控制非常关键的技术。现有的一种复合型绝对值编码器，参见图1，包括共用一转轴11的一磁电式绝对值编码单元、一光电式增量编码单元以及一编码电路板12。所述磁电式绝对值编码单元于输出一绝对值信号，包括一设置于所述转轴11上的永磁铁131、一设置于所述永磁铁131下游的磁电传感器132和一与所述磁电传感器132电连接的绝对值编码器件，所述绝对编码器件设置于所述编码电路板12上。所述磁电式绝对值编码单元的编码原理为:所述绝对值编码器件利用记忆功能将所述永磁铁131的N(北)、S(南)极磁场分布图保存下来(记录为初始点，也叫零点)，当所述永磁铁131随着所述转轴11 一起转动时，所述永磁铁131的N、S极磁场分布发生改变,所述磁电传感器132将检测到的磁场分布图传输给所述绝对值编码器件，所述绝对值编码器件将接收到的磁场分布图与初始点的磁场分布图做比较，得出两图之间的相对夹角，从而推算出所述转轴11当前的绝对位置，即输出所述绝对值信号。所述光电式增量编码单兀用于输出一正弦信号和一余弦信号，包括一光发射器141、一透镜144(图1中未示出，图4中示出)、一具有若干等宽等间距的第一狭缝的光栅146(图1中未示出，图4中示出)、一设置于所述转轴11上的码盘142、一组(两个)第一光电传感器143和一增量编码器件145,所述码盘142的外圈设有若干与所述第一狭缝相同的编码狭缝，所述光电式增量编码单元的编码原理为:所述光发射器141发射的光依次经过所述透镜144、所述光栅146和所述码盘142后传输至所述第一光电传感器143的输入端，当所述码盘142随着所述转轴11转动时，所述第一光电传感器143检测到的光通量发生变化，相应的输出所述正弦信号和所述余弦信号，并且所述正弦信号和所述余弦信号的峰峰值相同、周期相同。所述编码电路板12获取所述绝对值信号和所述正余弦信号，并将二者组合成为一绝对值编码，每个绝对值编码对应的所述转轴11转动位置都是唯一确定的。但是在所述复合型绝对值编码器的工作中，由于各种工作环境因素引起的非正常性变化，如光发射器随供电电压的波动或温度变化而光强度的变化、透镜、码盘的玻璃面受灰尘或油污的影响透过率下降、所述第一光电传感器随温度变化的灵敏度变化等等，均会导致所述光电式增量编码单元输出的正弦信号和余弦信号不稳定，影响所述复合型绝对值编码器的分辨率。
技术实现思路
为了解决现有技术中复合型绝对值编码器的分辨率易受环境因素影响输出不稳定的缺陷，提供一种高精度、具有稳定输出的复合型绝对值编码器。本专利技术是通过下述技术方案解决上述技术问题的:一种复合型绝对值编码器，包括共用一转轴的一磁电式绝对值编码单元和一光电式增量编码单元，所述磁电式绝对值编码单元用于输出一绝对值信号，所述光电式增量编码单元包括一光发射器、一透镜、一具有若干第一狭缝的光栅、一与所述转轴连接的码盘、一第一光电传感器和一增量编码器件，其特点是，所述码盘包括一编码区和一全透光区，所述复合型绝对值编码器还包括一光电校准单元，所述光电校准单元包括:一透光部、一遮光部、一第二光电传感器和一调节电路，所述透光部和所述遮光部分别刻有若干与所述第一狭缝相同的第二狭缝和第三狭缝，且所述第二狭缝与所述第一狭缝对齐，所述第三狭缝与所述第一狭缝完全错开。所述光发射器发射的光依次经过所述透镜、所述光栅透射到所述码盘。其中，一部分的光通过所述编码区传输至所述第一光电传感器的输入端，所述第一光电传感器分别输出一正弦信号和一余弦信号，所述正弦信号和所述余弦信号的输出为现有技术，在此不再赘述。另一部分的光先通过所述全透光区再分别通过所述透光部和所述遮光部传输至所述第二光电传感器的输入端，对应于经所述透光部透射的光，所述第二光电传感器输出一第一电压，对应于经所述遮光部透射的光，所述第二光电传感器输出一第二电压。因为所述透光部不随所述转轴旋转，且所述透光部的第二狭缝与所述第一狭缝大小相同且位置对齐，所以经所述透光部透射的光通量就相当于经所述编码区透射的最大光通量，所述第一电压就相当于所述正弦信号和所述余弦信号的最大值。又因为所述遮光部也不随所述转轴旋转，且所述遮光部的第三狭缝与所述第一狭缝大小相同且位置完全错开，所以经所述遮光部透射的光通量就相当于经所述编码区透射的最小光通量，所述第二电压就相当于所述正弦信号和所述余弦信号的最小值。本专利技术用检测经所述透光部和所述遮光部的光通量代替直接检测正弦信号和余弦信号的峰值，避免了因所述码盘转动、测量精度不高等因素造成的峰值不准确的问题，减少了测量难度。所述第一光电传感器的输出端和所述第二光电传感器的输出端分别与所述调节电路的输入端电连接，所述调节电路的输出端与所述增量编码器件电连接；所述调节电路根据所述第一电压、所述第二电压和一预设的标准电压调节所述正弦信号和所述余弦信号以输出一标准正弦信号和一标准余弦信号，所述增量编码器件对所述标准正弦信号和所述标准余弦信号编码以输出一标准增量信号；所述复合型绝对值编码器还包括一数据组合单元，用于组合所述绝对值信号和所述标准增量信号，以输出一标准绝对值信号。由于本专利技术中的正弦信号和余弦信号的幅值和频率相同，故下文中将所述正弦信号和所述余弦信号简称为正余弦信号，同理，将所述标准正弦信号和所述标准余弦信号简称为标准正余弦信号。由上可知，本专利技术并没有通过直接将所述正余弦信号的峰值调节至所述标准电压的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合型绝对值编码器，包括共用一转轴的一磁电式绝对值编码单元和一光电式增量编码单元，所述磁电式绝对值编码单元用于输出一绝对值信号，所述光电式增量编码单元包括一光发射器、一透镜、一具有若干第一狭缝的光栅、一与所述转轴连接的码盘、一第一光电传感器和一增量编码器件，所述光发射器发射的光依次经过所述透镜、所述光栅和所述码盘后传输至所述第一光电传感器的输入端，所述第一光电传感器输出一正余弦信号，其特征在于，所述码盘包括一全透光区，所述复合型绝对值编码器还包括一光电校准单元，所述光电校准单元包括：一透光部、一遮光部、一第二光电传感器和一调节电路，所述透光部和所述遮光部分别刻有若干与所述第一狭缝相同的第二狭缝和第三狭缝，且所述第二狭缝与所述第一狭缝对齐，所述第三狭缝与所述第一狭缝完全错开，所述调节电路的输入端分别与所述第一光电传感器和所述第二光电传感器电连接，所述调节电路的输出端与所述增量编码器件电连接；自所述全透光区透射的光分别通过所述透光部和所述遮光部传输至所述第二光电传感器的输入端，所述第二光电传感器输出一第一电压和一第二电压，所述调节电路根据所述第一电压、所述第二电压和一标准电压调节所述正余弦信号以输出一标准正余弦信号，所述增量编码器件对所述标准正余弦信号编码以输出一标准增量信号；所述复合型绝对值编码器还包括一数据组合单元，用于组合所述绝对值信号和所述标准增量信号，以输出一标准绝对值信号。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：裘奋，
申请(专利权)人：上海精浦机电有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31