用于光电编码器的定光栅和光电编码器制造技术

本申请涉及光电检测技术领域，尤其涉及一种用于光电编码器的定光栅及包含其的光电编码器。用于光电编码器的定光栅包括同圆心设置的绝对码道和正弦码道，其中，所述绝对码道的数量为X，X＞1且X为整数；所述正弦码道由n个在圆周方向上依次连接的扇环构成，n＞1且n为整数，每个扇环均与所述绝对码道共圆心，所述正弦码道的对应圆心角为θ，满足有θ＝π/2

Fixed Grating and Photoelectric Encoder for Photoelectric Encoder

The present application relates to the field of photoelectric detection technology, in particular to a fixed grating for photoelectric encoder and a photoelectric encoder comprising the grating. The fixed grating for photoelectric encoder includes an absolute code path and a sinusoidal code path set in concentric center, in which the number of absolute code paths is X, X > 1 and X is an integer; the sinusoidal code path is composed of N fan rings connected in turn in the circumferential direction, n > 1 and N is an integer, each fan ring is in concentric with the absolute code path, and the corresponding center angle of the sinusoidal code path is theta, satisfying theta. = Pi /2

【技术实现步骤摘要】
用于光电编码器的定光栅和光电编码器
本申请涉及光电检测
，尤其涉及一种用于光电编码器的定光栅及包含其的光电编码器。
技术介绍
光电编码器是一种集光学、机械、电气于一体的测角设备,通过机械结构和信号处理电路将光学信号转换成电信号,从而实现对角位移、速度和位置等多种物理量的直接或间接测量。在绝对式光电编码器中，通过动光栅的绝对编码可实现一圈内每一个角度的编码都是唯一的。为了同时满足高分辨率及尺寸小的要求，须通过电子细分的方式对信号进行处理。而电子细分中需要用到的源信号是电子细分的基石。源信号的产生取决于定光栅的图案设计。目前大多数定光栅的设计所产生的源信号为三角波形式，不利于高精度的细分。为解决上述问题，有必要提出一种产生正弦信号的定光栅设计，以提高细分的精度。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，以获得一种可以产生正弦信号的定光栅设计，以提供光电编码器的细分精度，本申请提供了如下技术方案。第一方面，本申请实施例提供了一种用于光电编码器的定光栅。根据本申请实施例提供的用于光电编码器的定光栅，其包括同圆心设置的绝对码道和正弦码道，其中，所述绝对码道的数量为X，X＞1且X为整数；所述正弦码道由n个在圆周方向上依次连接的扇环构成，n＞1且n为整数，每个扇环均与所述绝对码道共圆心，所述正弦码道的对应圆心角为θ，满足有θ＝π/2X，每个所述扇环的圆心角均为θ/n，n个所述扇环的面积在圆周方向上呈正弦函数变化。进一步的，所述正弦码道在圆周方向上第m个扇环的母线长度为Hm，满足有Hm＝H*sin(πm/n)，H为所述正弦码道的圆心角θ的角平分线所对应的扇环母线长度，1≤m≤n且m为整数，每一个扇环的母线的中点均位于同一条与所述绝对码道共圆心的圆弧上。进一步的，所述绝对码道的数量为8个，所述正弦码道的对应圆心角θ＝π/28。进一步的，正弦码道中扇环的数量为30个，各所述扇环的面积比满足有195:578:1133:1840:2672:3596:4577:5577:6557:7481:8313:9020:9575:9958:10153:10153:9958:9575:9020:8313:7481:6557:5577:4577:3596:2672:1840:1133:578:195。进一步的，所述正弦码道设置有多个。进一步的，所述定光栅的材质为光学玻璃。第二方面，本申请实施例提供了一种光电编码器。根据本申请实施例提供的光电编码器，其包括本申请提供的上述用于光电编码器的定光栅。进一步的，所述的光电编码器还包括光源、动光栅、感光单元和信号处理电路。本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：定光栅可以产生接近理想正弦信号的波形，保证了用于电子细分的源信号的正弦性，提高了电子细分的精度，解决了绝对式光电编码器要同时满足高分辨率及尺寸小的难题。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请提供的一种用于光电编码器的定光栅的结构示意图；图2是本申请提供的正弦码道的放大图；图3是本申请提供的正弦码道的结构示意图；图4是本申请提供的定光栅正弦码道面积变化的函数图像示意图；以及图5是本申请提供的光电编码器的结构示意图。图中：1、定光栅；101、绝对码道；102、正弦码道；1021、扇环；2、光源；3、动光栅；4、感光单元；5、信号处理电路。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。此外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1-5并结合实施例来详细说明本申请。实施例1如图1-3所示，给出了一种用于光电编码器的定光栅。如图1所示，定光栅1包括同圆心设置的绝对码道101和正弦码道102，其中绝对码道101的数量为X，X＞1且X为整数；正弦码道102由n个在圆周方向上依次连接的扇环1021构成，n＞1且n为整数，每个扇环1021均与绝对码道101共圆心，正弦码道102的对应圆心角为θ，满足有θ＝π/2X，每个扇环1021的圆心角均为θ/n，n个扇环1021的面积在圆周方向上呈正弦函数变化。如图所示的定光栅1，由绝对码道101及正弦码道102组成。在光电编码器工作过程中，其中M个绝对码道101用于产生单圈的绝对编码，每一个单圈的绝对编码对应唯一的位置信息；而本申请实施例提供的正弦码道102可以产生正弦信号，在每个单圈的绝对编码里对应一个周期的正弦信号。由于正弦码道102的透光面积成三角函数变化，所以光电编码器的感光单元通过光电转换得到的电信号也成相应的三角函数变化，可以通过对三角函数进行插值来细分动光栅的旋转角度。由于正弦码道102所产生的正弦信号是电子细分的基石，通过内插算法对正弦信号进行处理后可以达到提高光电编码器分辨率的目的。在本申请实施例中，每个扇环1021的圆心角均为θ/n，即正弦码道102所对应的圆心角被n等分，在设计时只需要考虑将每个扇环面积按照正弦函数的规律进行分布即可，方案易于实现，方便加工，而且通过光电转换得到的电信号会更加接近于正弦信号。如图1所示，在本申请中定光栅1的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于光电编码器的定光栅，其特征在于，包括同圆心设置的绝对码道(101)和正弦码道(102)，其中，所述绝对码道(101)的数量为X，X＞1且X为整数；所述正弦码道(102)由n个在圆周方向上依次连接的扇环(1021)构成，n＞1且n为整数，每个扇环(1021)均与所述绝对码道(101)共圆心，所述正弦码道(102)的对应圆心角为θ，满足有θ＝π/2

【技术特征摘要】
1.一种用于光电编码器的定光栅，其特征在于，包括同圆心设置的绝对码道(101)和正弦码道(102)，其中，所述绝对码道(101)的数量为X，X＞1且X为整数；所述正弦码道(102)由n个在圆周方向上依次连接的扇环(1021)构成，n＞1且n为整数，每个扇环(1021)均与所述绝对码道(101)共圆心，所述正弦码道(102)的对应圆心角为θ，满足有θ＝π/2X，每个所述扇环(1021)的圆心角均为θ/n，n个所述扇环(1021)的面积在圆周方向上呈正弦函数变化。2.根据权利要求1所述的用于光电编码器的定光栅，其特征在于，所述正弦码道(102)在圆周方向上第m个扇环(1021)的母线长度为Hm，满足有Hm＝H*sin(πm/n)，H为所述正弦码道(102)的圆心角θ的角平分线所对应的扇环母线长度，1≤m≤n且m为整数，每一个扇环(1021)的母线的中点均位于同一条与所述绝对码道(101)共圆心的圆弧上。3.根据权利要求1所述的用于光电编码器的定光栅，其特征在于，所述绝对码道(101)的数量为...

【专利技术属性】
技术研发人员：周溪，彭玉礼，王阳，谢芳，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44