反射式时栅角度位移编码器制造技术

本发明专利技术提供的一种反射式时栅角度位移编码器，包括转子和定子，转子和定子同轴设置且转子和定子平行；所述定子设置有多个结构相同的精激励发射片和四个结构相同的粗激励发射片，所述精激励发射片绕定子的圆周方向布置形成环状结构，所述粗激励发射片绕定子的圆周方向布置形成环状结构，每相邻的四个精激励发射片组成一组，同一组的四个精激励发射片输入不同相位的激励信号，四个粗激励发射片输入不同相位的激励信号；能够在简化结构的同时，满足多种场合的需求，从而能够有效增强适应性，而且能够有效保证最终的测量精度。

【技术实现步骤摘要】
反射式时栅角度位移编码器
本专利技术涉及一种位移编码器，尤其涉及一种反射式时栅角度位移编码器。
技术介绍
反射式时栅角度位移编码器又称为精密角位移传感器，用于检测旋转体的位置与速度的传感器，广泛应用于现代工业中，比如工业机器人、数控机床、医疗设备以及航天航空领域。目前，市场上主要采用光栅、磁栅以及容栅等栅式编码器，其中，光栅编码器由于技术成熟且精度较高，应用十分广泛，但是，光栅式编码器对于工作环境要求极高，尤其是对粉尘环境、油污环境等敏感，抗震能力差，使得其应用范围窄。反射式时栅角度位移编码器分为次尝试编码器和电场式编码器，现有的磁场式编码器采用设置线圈的方式实现，这种结构的编码器，一方面其体积难以控制，适应性差，而现有的电场式编码器的结构复杂，并且适用性差，难以通用化，而且，其精度难以保证。因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的角度位移编码器。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种反射式时栅角度位移编码器，能够在简化结构的同时，满足多种场合的需求，从而能够有效增强适应性，而且能够有效保证最终的测量精度。本专利技术提供的一种反射式时栅角度位移编码器，包括转子和定子，转子和定子同轴设置且转子和定子平行；所述定子设置有多个结构相同的精激励发射片和四个结构相同的粗激励发射片，所述精激励发射片绕定子的圆周方向布置形成环状结构，所述粗激励发射片绕定子的圆周方向布置形成环状结构，每相邻的四个精激励发射片组成一组，同一组的四个精激励发射片输入不同相位的激励信号，四个粗激励发射片输入不同相位的激励信号；所述转子设置有多个结构相同的精激励感应片和两个结构相同的粗激励感应片，所述精激励感应片绕转子的圆周方向布置形成环状结构，每一个精激励感应片与四个精激励发射片对应；所述定子设置有两个信号接收区，两个信号接收区与外设处理电路连接；所述转子设置有两个信号反射区，相邻的两个精激励发射片分别与两个信号反射区连接，两个粗激励感应片分别与两个信号反射区连接，且两个信号反射区与两个信号接收区一一对应设置。进一步，一个精激励感应片与四个精激励发射片的对应结构为：所述精激励感应片为四边形结构，且精激励感应片的每一边为曲边，精激励感应片沿转子周向的两个对边相对于转子的径向倾斜设置形成斜边；所述精激励感应片沿转子周向的跨度等于四个精激励发射片绕定子周向的跨度，所述精激励感应片的倾斜边绕转子周向的跨度小于四个精激励发射片绕定子周向的跨度。进一步，所述定子的两个信号接收区分别为第一接收环和第二接收环，第一接收环和第二接收环的同轴设置；所述转子的两个信号反射区分别为第一反射环和第二反射环，第一反射环和第二反射环与转子同轴设置，第一反射环和第二反射环分别与第一接收环和第二接收环一一正对设置。进一步，所述第一接收环和第二接收环位于定子的环状布置的粗激励发射片的径向内侧，所述定子环状布置的粗激励发射片径向内侧还设置有用于将第一接收环和第二接收环与精激励发射片和粗激励发射片隔离开的隔离环。进一步，两个粗激励感应片均为开口环状结构；粗激励感应片由中部到开口的两端端部的宽度逐渐减小；两个粗激励感应片的两端端部部分重叠并交错设置。进一步，所述同一组的四个精激励发射片输入的激励信号的相位依次为0°、90°、180°和270°；四个粗激励发射片输入的激励信号的相位依次为0°、90°、180°和270°。进一步，还包括用于向精激励发射片和粗激励发射片输入激励信号并接收信号接收区输出的位置信号的外设处理电路；所述外设处理电路包括信号处理控制模块、信号发生输出模块以及运算处理器；所述信号发生输出模块输出四路相位分别为0°、90°、180°和270°的激励信号并分别交替加载于精激励发射片和粗激励发射片，所述信号接收处理模块的输入端与两个信号接收区连接，信号接收处理模块的输出端与运算处理器的输入端连接，所述信号发生输出模块由运算处理器控制工作且信号发生输出模块还向运算处理器输出基准方波信号。进一步，所述信号发生输出模块包括信号发生器和切换开关，所述信号发生器的控制输入端与运算处理器连接，信号发生器的四路激励信号输出端通过切换开关与精激励发射片和粗激励发射片连接，所述信号发生器的基准方波信号输出端与运算处理器连接，所述切换开关的控制端与运算处理器连接。进一步，所述信号接收处理模块包括放大电路、滤波电路和比较器，所述放大电路的输入端与信号接收区连接，放大电路的输出端与滤波电路连接，所述滤波电路的输出端与比较器的输入端连接，比较器的输出端与运算处理器的输入端连接。本专利技术的有益效果：通过本专利技术的转子和定子结构，由定子既输入激励信号，由输出位置检测信号，使得在任何场合下使用时均不会对布局造成影响，从而能够有效提高编码器的适用范围，利于编码器的通用化；更为重要的是，采用本专利技术的结构，能够有效提高整个编码器的抗干扰性能，而且在测量过程中能够进行误差补偿，从而有效提高传感器的测量精度。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述：图1为本专利技术的转子结构示意图。图2为本专利技术的定子结构示意图。图3为本专利技术的精激励发射片和精激励感应片对应结构示意图。图4为本专利技术的外设处理电路结构示意图。具体实施方式以下结合说明书附图对本专利技术做出进一步详细说明，如图所示：本专利技术提供的一种反射式时栅角度位移编码器，包括转子7和定子2，转子7和定子2同轴设置且转子7和定子2平行；所述定子2设置有多个结构相同的精激励发射片1和四个结构相同的粗激励发射片3，所述精激励发射片1绕定子2的圆周方向布置形成环状结构，所述粗激励发射片3绕定子2的圆周方向布置形成环状结构，每相邻的四个精激励发射片组成一组，同一组的四个精激励发射片1输入不同相位的激励信号，四个粗激励发射片3输入不同相位的激励信号；其中，精激励发射片和粗激励发射片输入的激励信号不同时，即两个发射片交替工作，能够有效避免精激励发射片和粗激励发射片之间相互干扰，从而有效提高测量的准确性；所述转子7设置有多个结构相同的精激励感应片8和两个结构相同的粗激励感应片9，所述精激励感应片8绕转子7的圆周方向布置形成环状结构，每一个精激励感应片8与四个精激励发射片1对应；一个粗激励感应片与两个粗激励发射片对应；所述定子2设置有两个信号接收区，两个信号接收区与外设处理电路连接；所述转子7设置有两个信号反射区，相邻的两个精激励发射片1分别与两个信号反射区连接，两个粗激励感应片9分别与两个信号反射区连接，且两个信号反射区与两个信号接收区一一对应设置，通过上述结构，由定子既输入激励信号，由输出位置检测信号，使得在任何场合下使用时均不会对布局造成影响，从而能够有效提高编码器的适用范围，利于编码器的通用化；更为重要的是，采用本专利技术的结构，能够有效提高整个编码器的抗干扰性能，而且在测量过程中能够进行误差补偿，从而有效提高传感器的测量精度，其中，精激励发射片的个数为4的整数倍。本实施例中，一个精激励感应片8与四个精激励发射片1的对应结构为：所述精激励感应片8为四边形结构，且精激励感应片8的每一边为曲边，精激励感应片8沿转子周向的两个对边相对于转子的径向倾斜设置形成斜边；所述精激励感应片8沿转子周向的跨度等于四个精激励发射片1绕定子2周向的跨度，即是说：精激励感应片的两个对角线较本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反射式时栅角度位移编码器，包括转子和定子，转子和定子同轴设置且转子和定子平行；其特征在于：所述定子设置有多个结构相同的精激励发射片和四个结构相同的粗激励发射片，所述精激励发射片绕定子的圆周方向布置形成环状结构，所述粗激励发射片绕定子的圆周方向布置形成环状结构，每相邻的四个精激励发射片组成一组，同一组的四个精激励发射片输入不同相位的激励信号，四个粗激励发射片输入不同相位的激励信号；所述转子设置有多个结构相同的精激励感应片和两个结构相同的粗激励感应片，所述精激励感应片绕转子的圆周方向布置形成环状结构，每一个精激励感应片与四个精激励发射片对应；所述定子设置有两个信号接收区，两个信号接收区与外设处理电路连接；所述转子设置有两个信号反射区，相邻的两个精激励发射片分别与两个信号反射区连接，两个粗激励感应片分别与两个信号反射区连接，且两个信号反射区与两个信号接收区一一对应设置。

【技术特征摘要】
1.一种反射式时栅角度位移编码器，包括转子和定子，转子和定子同轴设置且转子和定子平行；其特征在于：所述定子设置有多个结构相同的精激励发射片和四个结构相同的粗激励发射片，所述精激励发射片绕定子的圆周方向布置形成环状结构，所述粗激励发射片绕定子的圆周方向布置形成环状结构，每相邻的四个精激励发射片组成一组，同一组的四个精激励发射片输入不同相位的激励信号，四个粗激励发射片输入不同相位的激励信号；所述转子设置有多个结构相同的精激励感应片和两个结构相同的粗激励感应片，所述精激励感应片绕转子的圆周方向布置形成环状结构，每一个精激励感应片与四个精激励发射片对应；所述定子设置有两个信号接收区，两个信号接收区与外设处理电路连接；所述转子设置有两个信号反射区，相邻的两个精激励发射片分别与两个信号反射区连接，两个粗激励感应片分别与两个信号反射区连接，且两个信号反射区与两个信号接收区一一对应设置。2.根据权利要求1所述反射式时栅角度位移编码器，其特征在于：一个精激励感应片与四个精激励发射片的对应结构为：所述精激励感应片为四边形结构，且精激励感应片的每一边为曲边，精激励感应片沿转子周向的两个对边相对于转子的径向倾斜设置形成斜边；所述精激励感应片沿转子周向的跨度等于四个精激励发射片绕定子周向的跨度，所述精激励感应片的倾斜边绕转子周向的跨度小于四个精激励发射片绕定子周向的跨度。3.根据权利要求1所述反射式时栅角度位移编码器，其特征在于：所述定子的两个信号接收区分别为第一接收环和第二接收环，第一接收环和第二接收环的同轴设置；所述转子的两个信号反射区分别为第一反射环和第二反射环，第一反射环和第二反射环与转子同轴设置，第一反射环和第二反射环分别与第一接收环和第二接收环一一正对设置。4.根据权利要求3所述反射式时栅角度位移编码器，其特征在于：所述第一接收环和第二接收环位于定子的环状布置的粗激励发射片的径向内侧，所述定子环状布置的粗激励发...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙正懋，胡超，蔡伟，尚启慧，
申请(专利权)人：重庆中电天时精密装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50