霍尔坐标尺制造技术

本发明专利技术涉及一种霍尔坐标尺，包括无源信号标签和位置解码器，所述无源信号标签为多个，每个无源信号标签上设置有永久磁铁；所述位置解码器包括标尺，所述标尺是成一字排列的霍尔开关元件编码阵列，所述磁钢编码阵列与标尺相对应设置；所述多个无源信号标签沿被测移动物体运动轴线等距离排列安装，所述标尺设置在被测移动物体上，标尺在所述排列安装的磁钢编码阵列长度范围内移动，以确定被测移动物体的位置。本发明专利技术利用霍尔开关元件作为刻度，克服了其它类型编码器安装复杂，对环境要求高，使用寿命不长的缺点，可广泛应用于机械制造，冶金，建材，化工，水利，物流，港口机械等许多行业的自动控制领域。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种霍尔坐标尺，包括无源信号标签和位置解码器，所述无源信号标签为多个，每个无源信号标签上设置有永久磁铁；所述位置解码器包括标尺，所述标尺是成一字排列的霍尔开关元件编码阵列，所述磁钢编码阵列与标尺相对应设置；所述多个无源信号标签沿被测移动物体运动轴线等距离排列安装，所述标尺设置在被测移动物体上，标尺在所述排列安装的磁钢编码阵列长度范围内移动，以确定被测移动物体的位置。本专利技术利用霍尔开关元件作为刻度，克服了其它类型编码器安装复杂，对环境要求高，使用寿命不长的缺点，可广泛应用于机械制造，冶金，建材，化工，水利，物流，港口机械等许多行业的自动控制领域。【专利说明】霍尔坐标尺
本专利技术属于物体位置检测领域，特别是一种涉及移动物体位置检测的霍尔坐标尺。
技术介绍
移动物体的位置检测方式很多，常见的方式通过电阻，电感，电容等物理量的变化或通过激光，红外来检测，这些方法无法消除温度漂移，零点漂移，灰尘等外界因素的影响，抗污染能力差。直接测量物体位置坐标一直是工业界的一个追求，目前已实现的技术包括定位编码片，条形码位置和格雷母线检测技术。定位片编码位置检测技术:通过安装在轨道旁的定位片(带孔的铁片)检测机车的位置，是一种绝对定位的工作方式，是间歇式定位。该技术不足之处是检测数据非连续，没有精度。条形码位置检测技术:通过安装在轨道旁的条形码或信息按钮检测机车的位置，是一种绝对定位的工作方式。与定位片编码位置检测技术相似。该技术不足之处是不耐灰尘，条形易老化或掉磁，反应速度慢。格雷母线:通过按格雷码规律排列的感应环定位，采用电磁感应原理来进行位置检测，是一种连续非接触绝对定位的工作方式。该技术不足之处是需要双边有电源，精度不高，数据延时大，不适合实时控制的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种安装简单、对环境要求低、使用寿命长、检测精度高的用于移动物体位置检测的霍尔坐标尺，以克服现有技术的不足。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是:一种霍尔坐标尺，包括无源信号标签和位置解码器，其特点是:所述无源信号标签为多个，多个无源信号标签构成磁钢编码阵列，每个无源信号标签上至少设置有一个永久磁铁；所述位置解码器包括标尺、驱动电路以及处理器，所述标尺是成一字排列的霍尔开关元件编码阵列，在所述霍尔开关元件编码阵列中的每个霍尔开关元件均有固定的编码，所述每个霍尔开关元件通过驱动电路与所述处理器连接，所述处理器包括显示单元，所述磁钢编码阵列与标尺相对应设置，磁钢编码阵列与标尺之间的间隙为0-10_ ;所述多个无源信号标签沿被测移动物体运动轴线等距离排列安装，所述标尺设置在被测移动物体上，标尺在所述排列安装的磁钢编码阵列长度范围内移动，所述位置解码器使用接力方式检测被测移动物体的位置信号，以确定被测移动物体的位置。所述霍尔开关元件编码阵列由512个霍尔开关元件构成，所述霍尔开关元件编码阵列通过板，块，位进行编码，所述霍尔开关元件编码阵列由1-8个霍尔开关元件编码板组成，每个编码板由8*8个霍尔开关元件组成，每个编码板分成8块，每块8位，即每块8个霍尔开关元件；相邻两个霍尔开关元件之间的间隔为6_。所述无源信号标签包括3个一字排列的永久磁铁，每个永久磁铁的直径为16mm,永久磁铁的中心间距62毫米，每个永久磁铁可同时驱动1-5个霍尔开关元件，所述处理器根据驱动的霍尔开关元件，计算出3个永久磁铁在霍尔开关元件编码阵列上的坐标。所述等距离排列的相邻两个无源信号标签之间还设置有一个段标签，所述段标签为一个永久磁铁。本专利技术设计新颖、结构合理，容易安装，在安装和运行上具有相当宽容的条件:位置解码器和无源信号标签探测面之间的距离可在O至10毫米之间选择，无源信号标签仅仅对位置解码器轴线的移动量敏感，而对位置解码器的侧移量，上下移动量，三维各方向上的倾斜量和环境温度，工作电压等因素均不敏感。本专利技术利用霍尔开关元件作为刻度，克服了其它类型编码器安装复杂，对环境要求高，使用寿命不长的缺点，可广泛应用于机械制造，冶金，建材，化工，水利，物流，港口机械等许多行业的自动控制领域。本专利技术的有益效果在于:I)直接绝对型测量霍尔开关元件编码阵列有非常固定的编号，直接指示坐标毫米数。在失电投电不断转换的过程中，或在永久磁铁离开又回到作用区时，均能正确地反映信号标签坐标值，真正做到了 “绝对编码”，无需换算，不怕掉电。2)无接触大间隙检测磁钢编码阵列和霍尔开关元件编码阵列之间悬浮无接触且间隙O至10毫米，使用寿命长，理论上无寿命极限。3)抗恶劣环境霍尔开关元件编码阵采用电子硅胶封灌，高强度铝合金管材全密封，具有极高的抗恶劣环境性能，可在一 40°C至+ 100°C高温范围，高粉尘、高污染、泥浆、水下1000米及高撞击、强振动工作环境中使用。4)量程长，108米长度量程，分辨率I毫米。5)丰富的数据接口 4 - 20mA模拟量输出，SSI, RS485串行数据接口。6)安装维护方便在保持适度间隙的条件下，磁钢编码阵列和霍尔开关元件编码阵列之间无约束安装运行。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术的磁钢编码阵列结构示意图。图3为本专利技术的无源信号标签结构示意图。图4为本专利技术的段标签结构示意图。图5为本专利技术的霍尔开关元件编码阵列板结构示意图。图6为本专利技术的霍尔开关元件编码阵列块结构示意图。图7为本专利技术的霍尔开关元件编码阵列驱动信号电路图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细描述。本专利技术采用由固定编号的霍尔开关元件阵列，直接指示物体位置坐标毫米数。采用永久磁铁为激发能量，通过位置算法直接绝对测量信号标签坐标值，不怕掉电。磁钢编码阵列和霍尔开关元件编码阵列之间悬浮无接触，无磨损。本专利技术由一套磁钢编码阵列和一套霍尔开关元件阵列构成磁标签绝对编码尺，处理器通过检测霍尔开关元件阵列的数据确定被测移动物体的位置(图1)。 本专利技术的无源信号标签由高强度磁钢组成，无需供电，形成特定规则的磁编码分布(图3);本专利技术的段标签为一个永久磁铁(图4)，本专利技术由无源信号标签和段标签构成磁钢编码阵列(图2)，其中无源信号标签和段标签按照表1布置。表1 (单位 mm,)【权利要求】1.一种霍尔坐标尺，包括无源信号标签和位置解码器，其特征在于:所述无源信号标签为多个，多个无源信号标签构成磁钢编码阵列，每个无源信号标签上至少设置有一个永久磁铁；所述位置解码器包括标尺、驱动电路以及处理器，所述标尺是成一字排列的霍尔开关元件编码阵列，在所述霍尔开关元件编码阵列中的每个霍尔开关元件均有固定的编码，所述每个霍尔开关元件通过驱动电路与所述处理器连接，所述处理器包括显示单元，所述磁钢编码阵列与标尺相对应设置，磁钢编码阵列与标尺之间的间隙为0-10_;所述多个无源信号标签沿被测移动物体运动轴线等距离排列安装，所述标尺设置在被测移动物体上，标尺在所述排列安装的磁钢编码阵列长度范围内移动，所述位置解码器使用接力方式检测被测移动物体的位置信号，以确定被测移动物体的位置。2.如权利要求1所述的霍尔坐标尺，其特征在于:所述霍尔开关元件编码阵列由512个霍尔开关元件构成，所述霍尔开关元件编码阵列通过板，块，位进行编码，所述霍尔开关元件编码阵列由1-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种霍尔坐标尺，包括无源信号标签和位置解码器，其特征在于：所述无源信号标签为多个，多个无源信号标签构成磁钢编码阵列，每个无源信号标签上至少设置有一个永久磁铁；所述位置解码器包括标尺、驱动电路以及处理器，所述标尺是成一字排列的霍尔开关元件编码阵列，在所述霍尔开关元件编码阵列中的每个霍尔开关元件均有固定的编码，所述每个霍尔开关元件通过驱动电路与所述处理器连接，所述处理器包括显示单元，所述磁钢编码阵列与标尺相对应设置，磁钢编码阵列与标尺之间的间隙为0‑10mm；所述多个无源信号标签沿被测移动物体运动轴线等距离排列安装，所述标尺设置在被测移动物体上，标尺在所述排列安装的磁钢编码阵列长度范围内移动，所述位置解码器使用接力方式检测被测移动物体的位置信号，以确定被测移动物体的位置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张琪奕，张明华，
申请(专利权)人：张琪奕，
类型：发明
国别省市：湖北;42