一种磁电编码器和编码信号产生方法技术

技术编号:14779062 阅读:81 留言:0更新日期:2017-03-09 14:37
本发明专利技术公开了一种磁电编码器和编码信号产生方法。该磁电编码器包括主码盘和若干个波形感应产生器;主码盘包括盘底和盘壁,在盘底中心位置设置一旋转轴,在盘壁上内嵌有上下若干排动磁铁;对应每排动磁铁设置一个波形感应产生器,每个波形感应产生器设置在与相应排动磁铁等高且靠近盘壁的内嵌动磁铁一侧的位置,每个波形感应产生器均包括一个霍尔元件和一个固定磁铁,用于当主码盘带动动磁铁围绕旋转轴转动时,动磁铁和固定磁铁产生磁感应信号并由霍尔元件接收,将接收的磁感应信号转换成编码信号进行输出。可见,本发明专利技术在工作过程中不存在机械噪音,可提高程序识别的准确性,降低程序设计的难度;没有机械摩擦,提高了编码器的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及编码器
,特别涉及一种磁电编码器和编码信号产生方法
技术介绍
编码器是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的传感器,最终得到用以通讯、传输和存储的信号形式,因此广泛应用在各个领域。目前,在音响行业中,音箱中的音量调节所用的编码器均为机械编码器,但是,机械编码器存在两大缺陷:一是机械编码器存在机械噪音,机械噪音会产生干扰脉冲,造成程序的识别误差;二是因为机械编码器是由机械触点直接接触,并产生相对运动来完成工作,所以机械编码器的寿命会因机械摩擦受到限制。在音响中使用该类机械编码器,一方面需要复杂的降噪算法去消除机械噪音,增加了程序的设计难度;另一方面,机械编码器的寿命有限,也影响音箱的使用寿命,降低用户体验。
技术实现思路
鉴于现有技术中使用机械编码器的音箱存在设计难度且使用寿命也受机械编码器的影响,降低用户体验的问题,提出了本专利技术的一种磁电编码器和编码信号产生方法,以便解决或至少部分地解决上述问题。根据本专利技术的一个方面,提供了一种磁电编码器,所述磁电编码器包括主码盘和若干个波形感应产生器;所述主码盘包括盘底和盘壁,在所述盘底中心位置设置一旋转轴,在所述盘壁上内嵌有上下若干排动磁铁;对应每排动磁铁设置一个所述波形感应产生器,每个所述波形感应产生器设置在与相应排动磁铁等高且靠近所述盘壁的内嵌动磁铁一侧的位置,每个所述波形感应产生器均包括一个霍尔元件和一个固定磁铁,用于当主码盘带动动磁铁围绕旋转轴转动时,动磁铁和固定磁铁产生磁感应信号并由霍尔元件接收,霍尔元件将接收的磁感应信号转换成编码信号进行输出。根据本专利技术的另一个方面,提供了一种编码信号产生方法,该方法包括:设计一主码盘,将所述主码盘包括盘底和盘壁,在所述盘底中心位置设置一旋转轴,在所述盘壁上内嵌上下若干排动磁铁;设置若干个波形感应产生器,对应每排动磁铁设置一个所述波形感应产生器,将每个所述波形感应产生器设置在与相应排动磁铁等高且靠近所述盘壁的内嵌动磁铁一侧的位置,由一个霍尔元件和一个固定磁铁构成每个所述波形感应产生器;将所述主码盘带动动磁铁围绕所述旋转轴转动,动磁铁和固定磁铁产生磁感应信号并由霍尔元件接收,霍尔元件将接收的磁感应信号转换成编码信号进行输出。综上所述,本专利技术在磁电编码器的主码盘壁上内嵌有上下若干排动磁铁,每排动磁铁设置一个波形感应产生器,波形感应器中包括一个霍尔元件和一个固定磁铁,当主码盘带动动磁铁围绕旋转轴转动时,动磁铁和固定磁铁产生磁感应信号并由霍尔元件接收,霍尔元件将接收的磁感应信号转换成编码信号进行输出。可见,本专利技术利用磁感应原理,通过波形感应产生器中的霍尔元件与磁铁相配合设计成的磁电编码器,在工作过程中不存在机械噪音,可提高程序识别的准确性,降低程序设计的难度;没有机械摩擦,提高了编码器的使用寿命,将该磁电编码器用于音响中,有助于增加用户体验。附图说明图1为本专利技术一个实施例提供的一种磁电编码器的主视图;图2为本专利技术一个实施例提供的一种磁电编码器的侧视图;图3为本专利技术一个实施例提供的一种磁电编码器的波形感应产生器细节图;图4为本专利技术一个实施例提供的一种磁电编码器的波形特性示意图;图5为本专利技术一个实施例提供的一种磁电编码器中霍尔元件的电原理示意图;图6为本专利技术另一个实施例提供的一种编码信号产生方法的流程图。具体实施方式本专利技术的设计思路是:现有技术的音箱中的音量调节所用的机械编码器,一方面存在机械噪音,造成程序的识别误差,增加程序设计的难度;另一方面机械编码器的寿命会因机械摩擦受到限制。为解决上述问题,本专利技术利用磁感应的原理,在主码盘的盘壁上内嵌上下若干排动磁铁,在对应每排动磁铁设置一个波形感应产生器,且每个波形感应产生器设置在与相应排动磁铁等高且靠近盘壁的内嵌动磁铁一侧的位置,当主码盘围绕旋转轴转动时,会产生磁感应信号并将磁感应信号转换成编码信号进行输出。该磁电编码器没有机械噪音,也不存在机械摩擦。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将采用实施例结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例一:图1为本专利技术一个实施例提供的一种磁电编码器的主视图。如图1所示,本实施例中的磁电编码器包括主码盘和两个波形感应产生器;其中,主码盘包括盘底110和盘壁120,在盘底110中心位置设置一旋转轴130,在盘壁120上内嵌有上排动磁铁150和下排动磁铁160;且对应每排动磁铁设置一个波形感应产生器140,每个波形感应产生器设置在与相应排动磁铁等高且靠近盘壁120的内嵌动磁铁的内侧的位置,且每一个波形感应产生器均包括一个霍尔元件和一个个固定磁铁,当主码盘带动上排动磁铁150和下排动磁铁160围绕旋转轴转动时,动磁铁和固定磁铁产生磁感应信号并由霍尔元件接收,霍尔元件将接收的磁感应信号转换成编码信号进行输出。在众多脉冲波形中,方波脉冲的波形的特征规则稳定,可利于程序的辨别,所以本实施例以磁电编码器输出的信号为方波脉冲进行示例。图2为本专利技术一个实施例提供的一种磁电编码器的侧视图。如图2所示,上排动磁铁150和下排动磁铁160的磁铁均为方形磁铁,磁铁的宽度为L1,上排动磁铁的磁铁间的间距L3和下排动磁铁的磁铁间的间距L4相等并等于每个动磁铁的宽度L1,这样该磁电编码器可输出两个方波脉冲,波形中高电位和低电位各占半个周期,符合方形脉冲的规则性。另外,在编码器的实际应用中,通常程序需要判断编码器的转动方向,保证编码器输出的编码信号的准确性,在本实施例中,可通过编码器输出的波形进行判断。如图2所示,两排动磁铁呈水平向移位排列,移位距离L2为每个动磁铁的宽度L1的一半,这样该磁电编码器输出的两个方波脉冲为两个存在相位差的方波脉冲,相位超前的波形产生的方向,即为编码器转动的方向,这就方便编码器的程序判断主码盘的转动方向,利于编码器正确地输出编码信号。图3为本专利技术一个实施例提供的一种磁电编码器的波形感应产生器细节图。如图3所示,对应上排动磁铁150的上排波形感应产生器包括一个霍尔元件320和一个固定磁铁310,霍尔元件320设置在固定磁铁310和盘壁120之间的位置,保证能接收到动磁铁和固定磁铁之间的磁感应信号;固定磁铁310和动磁铁150相对的一侧磁性相反,利于产生磁感应信号;同样地,对应下排动磁铁160的下排波形感应产生器包括一个霍尔元件340和一个固定磁铁330,霍尔元件340设置在固定磁铁330和盘壁120之间的位置,固定磁铁330和动磁铁160相对的一侧磁性相反。例如固定磁铁的N极对应动磁铁的S极,保证两者之间能产生磁感应信号。本实施例中,为保证输出的两个方波脉冲存在相位差,上排波形感应产生器和下排波形感应产生器是上下正对设置的,当主码盘围绕旋转轴转动时,两个波形感应产生器所对应的盘壁的位置在垂直方向上呈一条直线,这样才能配合呈水平向移位排列的两排动磁铁,产生两个具有相位差的方波脉冲。在实际应用中,数字编码器的主码盘围绕旋转轴转动,当动磁铁转动到对应波形感应产生器中的位置,动磁铁和固定磁铁两者发生磁感应,位于中间的霍尔元件接收到该磁感应信号,并将接收的磁感应信号转换成低电位脉冲信号进行输出,当动磁铁转动到未对应固定磁铁的位置,两者不发生磁感应,会输出高电位脉冲信号,这样主码盘转动一周,就会相应输出周期性的方波脉冲,脉本文档来自技高网...
一种磁电编码器和编码信号产生方法

【技术保护点】
一种磁电编码器,其特征在于,所述磁电编码器包括主码盘和若干个波形感应产生器;所述主码盘包括盘底和盘壁,在所述盘底中心位置设置一旋转轴,在所述盘壁上内嵌有上下若干排动磁铁;对应每排动磁铁设置一个所述波形感应产生器,每个所述波形感应产生器设置在与相应排动磁铁等高且靠近所述盘壁的内嵌动磁铁一侧的位置,每个所述波形感应产生器均包括一个霍尔元件和一个固定磁铁,用于当主码盘带动动磁铁围绕旋转轴转动时,动磁铁和固定磁铁产生磁感应信号并由霍尔元件接收,霍尔元件将接收的磁感应信号转换成编码信号进行输出。

【技术特征摘要】
1.一种磁电编码器,其特征在于,所述磁电编码器包括主码盘和若干个波形感应产生器;所述主码盘包括盘底和盘壁,在所述盘底中心位置设置一旋转轴,在所述盘壁上内嵌有上下若干排动磁铁;对应每排动磁铁设置一个所述波形感应产生器,每个所述波形感应产生器设置在与相应排动磁铁等高且靠近所述盘壁的内嵌动磁铁一侧的位置,每个所述波形感应产生器均包括一个霍尔元件和一个固定磁铁,用于当主码盘带动动磁铁围绕旋转轴转动时,动磁铁和固定磁铁产生磁感应信号并由霍尔元件接收,霍尔元件将接收的磁感应信号转换成编码信号进行输出。2.如权利要求1所述的磁电编码器,其特征在于,所述霍尔元件设置在所述固定磁铁和所述盘壁之间的位置,所述固定磁铁和所述动磁铁相对的一侧磁性相反。3.如权利要求2所述的磁电编码器,其特征在于,若干个所述波形感应产生器上下正对设置。4.如权利要求3所述的磁电编码器,其特征在于,上下不同排动磁铁呈水平向移位排列。5.如权利要求4所述的磁电编码器,其特征在于,在所述盘壁上内嵌有上下两排动磁铁,上下两排动磁铁的移位距离为每个动磁铁的宽度的一半;所述上下两排动磁铁的间距相等并等于每个动磁铁的宽度。6.如权利要求1所述的磁电编码器,其特征在于,根据所述磁电编码器输出编码信...

【专利技术属性】
技术研发人员:李进保
申请(专利权)人:歌尔科技有限公司
类型:发明
国别省市:山东;37

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