一种采用三圈码道输出十三位码的绝对式矩阵编码盘制造技术

一种采用三圈码道输出十三位码的绝对式矩阵编码盘，属于光电测试中角位移、角速度测量技术领域中涉及的一种绝对式矩阵编码盘，本发明专利技术要解决的技术问题是提供一种采用三圈码道输出十三位码的绝对式矩阵编码盘。技术方案是本发明专利技术包括码盘和狭缝盘，两者同轴平行并保持一定间隙安装在编码器的主轴上，码盘随主轴转动，狭缝盘相对不转动。在码盘上刻划有三圈码道，每圈码道的通光区和不通光区的布局各有不同，在狭缝盘上刻有三圈狭缝，每圈狭缝的设置各有不同，在码盘顺时针转动时，码盘与狭缝盘相对转动，各圈狭缝在通光时接收到高电平信号，不通光是低电平信号，该编码盘能输出十三位码，径向尺寸小，大辐度地提高了测角分辨率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光电测试中角位移、角速度测量
中涉及的一种采用三圈码道输出十三位码的绝对式矩阵编码盘。二、技术背景光电轴角编码器是进行角位移、角速度测量的有代表性的光电传感器，而编码盘又是光电轴角编码器进行数据采集的核心元件，是由码盘和狭缝盘匹配构成的。所谓绝对式矩阵编码盘，就是将码盘圆周分成若干个扇形区间，每个区间刻划有不同位数的码道，与码道要求的狭缝盘进行匹配，利用若干个读数头取出按矩阵编排的电信号，经过矩阵译码、处理成与传统码盘相同的周期二进制码。随着工业化和高科技的发展与需要，对光电轴角编码器小型化的要求越来越迫切，光电轴角编码器小型化的要求，必须使码盘和其匹配的狭缝盘的径向尺寸缩小或者对码盘的码道设计编排上采取特殊的结构设计；码盘的径向尺寸缩小以后，刻划码道的圈数就减少，随之而来的是编码器的输出位数也相应的减少；因此，在码盘的径向尺寸缩小而又不减少编码器的输出位数，甚至还会增加输出位数，就要在码盘的码道布局结构设计上采取措施与本专利技术最为接近的已有技术是中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研制开发的小型绝对式矩阵编码器上采用的编码盘(长春光机所主办的“光学机械”期刊1985年第5期P63-68曹振夫著)，如图1和图2所示在图1中的码盘上，刻划有三圈码道，第一圈码道分为两个区间，0°～180°为不通光区，180°～360°为通光区。第二圈码道中0°～180°内刻有两条通光码道，通光码道和不通光码道宽度相等且相间分布，通光码道和不通光码道宽度为180°/2×2＝45°，靠近0°的码道和靠近180°的码道为不通光码道，其宽度为不通光码道的一半，即45°/2＝22.5°；第三圈码道分为四个区域。这四个区域的码道分布是不同的。在0°～90°的区域内刻有十六条通光码道，通光码道和不通光码道宽度相等且相间分布，通光码道和不通光码道宽度为90°/16×2＝2.8125°，靠近0°的码道和靠近90°的码道为不通光码道，宽度为其他不通光码道宽度的一半(1/2)，即2.8125°/2＝1.40625°；在90°～180°的区域内刻有八条通光码道，通光码道和不通光码道宽度相等且相间分布，通光码道和不通光码道宽度为90°/8×2＝5.625°，靠近90°的码道和靠近180°的码道为不通光码道，宽度为其他不通光码道宽度的一半(1/2)，即5.625°/2＝2.8125°；在180°～270°的区域内刻有四条通光码道，通光码道和不通光码道宽度相等且相间分布，通光码道和不通光码道宽度为90°/4×2＝11.25°，靠近180°的码道和靠近270°的码道为不通光码道，宽度为其他不通光码道宽度的一半(1/2)，即11.25°/2＝5.625°；在270°～360°的区域内刻有二条通光码道，通光码道和不通光码道宽度相等且相间分布，通光码道和不通光码道宽度为90°/2×2＝22.5°，靠近270°的码道和靠近360°的码道为不通光码道，宽度为不通光码道宽度的一半(1/2)，即22.5°/2＝11.25°。在图2所示的狭缝盘上，有三圈狭缝，第一圈狭缝a1在0°位置，狭缝a2在90°位置；第二圈狭缝b1在0°位置，狭缝b2在180°位置；第三圈狭缝c1在0°位置，狭缝c2在90°位置；狭缝c3在180°位置，狭缝c4在270°位置。图1所示的码盘和图2所示的狭缝盘相匹配构成的矩阵编码盘，只能输出8位码，编码器的测角分辨率只能达到1.40625°＝5062.5″，利用这种编码盘的编码器，最小的外形径向尺寸只能做到Φ65mm。
技术实现思路
为了克服已有技术存在的缺点，本专利技术的目的在于在不增加码盘径向尺过的前提下，重新设计码盘的码道布局和相匹配的狭缝盘的狭缝布局，提高输出位数，进而提高编码器的测角分辨率，特设计一种采用三圈码道输出十三位码的绝对式矩阵编码盘。本专利技术要解决的技术问题是提供一种采用三圈码道输出十三位码的绝对式矩阵编码盘。解决技术问题的技术方案如图3和图4所示包括码盘和狭缝盘。两者之间保持一定的间隙，平行安装在编码器的主轴上，码盘随编码器主轴转动。码盘的码道布局如图3所示在码盘上刻划有三图码道，第一圈码道和传统的码道一致，分为两个区域，0°～180°为不通光区域，180°～360°为通光区域；第二圈码道分为0°～45°、45°～90°、90°～135°、135°～180°、180°～225°、225°～270°、270°～315°、315°～360°八个扇形区域，每个区域的通光区段和不通光区段的设置是不同的。在0°～45°的区域中，有一个通光区段，设在区域的中间，它的两侧是不通光区段，通光区段和不通光区段的宽度等相，所以通光区段两侧的不通光区段的宽度，刚好等于通光区段宽度的一半(1/2)该宽度为45°/4＝11.25°，通光区段的宽度11.25°×2＝22.5°；在45°～90°的区域内，有两个通光区段，通光区段和不通光区段的宽度相等且相间分布，靠近45°和靠近90°的各有一个不通光区段，其宽度为不通光区段宽度的一半，宽度为(90°-45°)/8＝5.625°，通光区段和不通光区段的宽度都为5.625°×2＝11.25°；在90°～135°的区域内，有四个通光区段，通光区段和不通光区段的宽度相等且相间分布，靠近90°和靠近135°的各有一个不通光区段，其宽度为不通光区段宽度的一半，宽度为(135°-90°)/16＝2.8125°，通光区段和不通光区段的宽度都为°2.8125×2＝5.625°；在135°～180°的区域内，有八个通光区段，通光区段和不通光区段的宽度相等且相间分布，靠近135°和靠近180°的各有一个不通光区段，其宽度为不通光区段宽度的一半，宽度为(180°-135°)/32＝1.40625°，通光区段和不通光区段的宽度都为1.40625°×2＝2.8125°；在180°～225°的区域内，有十六个通光区段，通光区段和不通光区段的宽度相等且相间分布，靠近180°和靠近225°的各有一个不通光区段，其宽度为不通光区段宽度的一半，宽度为(225°-180°)/64＝0.703125°，通光区段和不通光区段的宽度都为0.703125°×2＝1.40625°；在225°～270°的区域内，有三十二个通光区段，通光区段和不通光区段的宽度相等且相间分布，靠近225°和靠近270°的各有一个不通光区段，其宽度为不通光区段宽度的一半，宽度为(270°-225°)/128＝0.35156625°，通光区段和不通光区段的宽度都为0.35156625°×2＝0.703125°；在270°～315°的区域内，有六十四个通光区段，通光区段和不通光区段的宽度相等且相间分布，靠近270°和靠近315°的各有一个不通光区段，其宽度为不通光区段宽度的一半，宽度为(315°-270°)/256＝0.17578125°，通光区段和不通光区段的宽度都为0.17578125°×2＝0.3515625°；在315°～360°的区域内，有一百二十八个通光区段，通光区段和不通光区段的宽度相等且相间分布，靠近315°和靠近360°的各有一个不通光区段，其宽度为不通光区段宽度的一半，宽度为(360°-315°)/128×2×2＝45°/512＝0.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用三圈码道输出十三位码的绝对式矩阵编码盘，包括码盘和狭缝盘，两者同轴、平行、并保持一定的间隙安装在编码器的主轴上，码盘固定在编码器主轴上，随主轴转动，其特征在于：在码盘上刻划有三圈码道，第一圈码道分为两个区域，０°～１８０°为不通光区域，１８０°～３６０°为通光区域；第二圈码道分为０°～４５°、４５°～９０°、９０°～１３５°、１３５°～１８０°、１８０°～２２５°、２２５°～２７０°、２７０°～３１５°、３１５°～３６０°八个扇形区域，每个区域的通光区段和不通光区段的设置是不同的。在０°～４５°的区域中，有一个通光区段，设在区域的中间，它的两侧是不通光区段，通光区段和不通光区段的宽度等相，所以通光区段两侧的不通光区段的宽度，刚好等于通光区段的宽度的一半（１／２）该宽度为４５°／４＝１１．２５°，通光区段的宽度１１．２５°×２＝２２．５°；在４５°～９０°的区域内，有两个通光区段，通光区段和不通光区段的宽度相等且相间分布，靠近４５°和靠近９０°的各有一个不通光区段，其宽度为不通光区段宽度的一半，宽度为（９０°－４５°）／８＝５．６２５°，通光区段和不通光区段的宽度都为５．６２５°×２＝１１．２５°；在９０°～１３５°的区域内，有四个通光区段，通光区段和不通光区段的宽度相等且相间分布，靠近９０°和靠近１３５°的各有一个不通光区段，其宽度为不通光区段宽度的一半，宽度为（１３５°－９０°）／１６＝２．８１２５°，通光区段和不通光区段的宽度都为°２．８１２５×２＝５．６２５°；在１３５°～１８０°的区域内，有八个通光区段，通光区段和不通光区段的宽度相等且相间分布，靠近１３５°和靠近１８０°的各有一个不通光区段，其宽度为不通光区段宽度的一半，宽度为（１８０°－１３５°）／３２＝１．４０６２５°，通光区段和不通光区段的宽度都为１．４０６２５°×２＝２．８１２５°；在１８０°～２２５°的区域内，有十六个通光区段，通光区段和不通光区段的宽度相等且相间分布，靠近１８０°和靠近２２５°的各有一个不通光区段，其宽度为不通光区段宽度的一半，宽度为（２２５°－１８０°）／６４＝０．７０３１２５°，通光区段和不通光区段的宽度都为０．７０３１２５°×２＝１．４０６２５°；在２２５°～２７０°的区域内，有三十二个通光区段，通光区段和不通光区段的宽度相等且相间分布，靠近２２５°和靠近２７０°的各有一个不通光区段，其宽度为不通光区段宽度的一...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于萍，赵志巍，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]