一种直线位移绝对位置编码器制造技术

本实用新型专利技术实施例公开了一种直线位移绝对位置编码器，用于检测被测设备的位移，该直线位移绝对位置编码器包括：基座、磁电阻传感器阵列、编码带和背磁铁，编码带固定在基座上并沿被测设备的轨道方向延伸，编码带是一条具有标识不同位置编码信息的凹部和凸起的磁性材料块，磁电阻传感器阵列非接触地设置在编码带和背磁铁之间，背磁铁用于在编码带周围产生不均匀的磁场以为编码带充磁，磁电阻传感器阵列用于通过检测编码带的磁场信息获取编码带的位置编码信息。该编码器能够实现长距离的位置监测，且成本较低。

【技术实现步骤摘要】
一种直线位移绝对位置编码器
本技术实施例涉及磁性传感器领域，尤其涉及一种直线位移绝对位置编码器。
技术介绍
直线位移传感器广泛被应用于位置的监控与测量，如精密仪器中的位移测量、机床工作台位置控制、电梯位置监控等。对于长距离的位移测量通常使用光电传感器、电容耦合式传感器和磁栅传感器来检测。其中，磁栅传感器因其具有抗污染性强的特点，更适合在恶劣环境中使用，如电梯、露天轨道等。但是，目前磁栅位移传感器的检测距离较短，多在10米以内。如果将磁栅位移传感器应用于长距离的位移测量中，将会存在永磁体磁栅成本较高的问题。
技术实现思路
本技术实施例的目的在于提出一种直线位移绝对位置编码器，该编码器能够实现长距离的位置监测，且成本较低。为达此目的，本技术实施例采用以下技术方案：一种直线位移绝对位置编码器，其特征在于，用于检测被测设备的位移，直线位移绝对位置编码器包括：基座、磁电阻传感器阵列、编码带和背磁铁；编码带固定在基座上并沿被测设备的轨道方向延伸，编码带是一条具有标识不同位置编码信息的凹部和凸起的磁性材料块；磁电阻传感器阵列非接触地设置在编码带和背磁铁之间；背磁铁用于在编码带周围产生不均匀的磁场以为编码带充磁；磁电阻传感器阵列包括N行M列磁电阻传感器，其中N≥1，M≥1，且N和M为正整数，磁电阻传感器阵列用于通过检测编码带的磁场信息获取编码带的位置编码信息。进一步地，编码带具有沿着被测设备轨道方向设置的P行编码道，每行编码道包括M个编码位，编码位由凹部或凸起形成，M个编码位构成其所在编码道的位置编码信息，每行编码道的位置编码信息不同，其中，1≤P≤2M，且P为正整数。进一步地，行方向上，每行相邻两个磁电阻传感器的间距等于每行相邻两个编码位的间距。进一步地，磁电阻传感器为线性磁电阻传感器，线性磁电阻传感器包括霍尔效应传感器、各向异性传感器、巨磁阻传感器和隧道磁阻传感器中的任意一种。进一步地，磁电阻传感器为梯度磁电阻传感器，梯度磁电阻传感器包括霍尔效应传感器、各向异性传感器、巨磁阻传感器和隧道磁阻传感器中的任意一种。进一步地，编码带与基座一体成型。进一步地，编码带的编码形式为二进制码或者格雷码。本技术实施例利用一条具有标识不同位置编码信息的凹部和凸起的磁性材料块形成编码带，并将编码带固定在基座上，使其沿被测设备的轨道方向延伸，将磁电阻传感器阵列非接触地设置在编码带和背磁铁之间，利用背磁铁在编码带周围产生不均匀的磁场，使磁电阻传感器阵列通过检测编码带的磁场信息获取编码带的位置编码信息。该方案采用背磁铁为编码带充磁的方式，实现了检测被测设备位移的目的，且大大降低了直线位移绝对位置编码器的成本。附图说明为了更清楚地说明本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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例提供的一种直线位移绝对位置编码器的整体结构示意图；图2是图1中编码带和磁电阻传感器阵列的一种结构示意图；图3是图1中编码带和磁电阻传感器阵列的另一种结构示意图；图4是图2或图3中一行编码道的凹部和凸起的结构示意图；图5是在背磁铁的作用下图4所示编码道周围的磁力线分布示意图；图6是与图5对应的一行编码道中各编码位所对应的磁场强度分布曲线图；图7是磁电阻传感器的一种特性曲线图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。图1是本技术实施例提供的一种直线位移绝对位置编码器的整体结构示意图，该直线位移绝对位置编码器10可用于检测被测设备的位移，参见图1，该直线位移绝对位置编码器10包括：基座100、磁电阻传感器阵列300、编码带200和背磁铁(未示出)，其中，编码带200固定在基座100上并沿被测设备的轨道方向AA’延伸，编码带200是一条具有标识不同位置编码信息的凹部和凸起的磁性材料块；磁电阻传感器阵列300非接触地设置在编码带200和背磁铁之间；背磁铁用于在编码带200周围产生不均匀的磁场以为编码带200充磁；磁电阻传感器阵列300包括N行M列磁电阻传感器，其中N≥1，M≥1，且N和M为正整数(图1未示出磁电阻传感器的阵列排布结构)，磁电阻传感器阵列300用于通过检测编码带200的磁场信息获取编码带200的位置编码信息。位置测量的一般性原理为：在整个测量行程范围内，放置代表位置的编码盘，且编码盘位置固定，再将传感器固定在运动部件上，即可检测运动部件的相对位移量。本实施例中，具体的，编码带200采用磁性材料制成，在编码带200的不同位置处具有不同的凹部和凸起以形成位置编码信息，用于标识不同的位置。示例性的，参见图1，通过在编码带200的第一位置201和第二位置202处设置不同的凹部和凸起，可使第一位置201和第二位置202对应的位置编码信息不同。将编码带200固定于基座100上并沿被测设备的轨道方向延伸，即可利用编码带200标识被测设备移动方向上的不同位置。示例性的，可以将磁电阻传感器阵列300和背磁铁安装在被测设备上，从而使磁电阻传感器阵列300以及背磁铁随着被测设备的移动而移动，在移动过程中，利用背磁铁在编码带200的周围形成磁场，利用磁电阻传感器阵列300中的磁电阻传感器感测编码带200上的磁场分布。由于编码带200不同位置处具有不同的凹部和凸起，因此，编码带200不同位置处的磁场分布是不同的，而且是不均匀的，磁电阻传感器阵列300通过检测编码带200不同位置处的磁场分布情况即可获取对应位置处的位置编码信息，从而确定被测设备的位置。示例性的，背磁铁可以采用永磁铁，编码带200可以采用软磁材料，具有凹部和凸起的软磁材料的成本更低，通过永磁铁磁化软磁铁材料，可以避免使用长距离的永磁体磁栅，从而节省成本。另外，永磁铁不受磁铁退磁的影响，可以使直线位移绝对位置编码器10具有较长的寿命。需要说明的是，图1未示出编码带200的凹部和凸起结构，其作用是使背磁铁在编码带上施加的磁场由于不同位置处的凹部和凸起结构不通过而呈现出不同的分布状态，从而达到标识不同位置的目的，本领域技术人员可自行设定，本技术实例对此不作限定。还需要说明的是，图1及后续附图未示出背磁铁，可以理解的，在实际的产品中，背磁铁与编码带200具有凹部和凸起结构的表面相对设置。相应的，磁电阻传感器阵列300同样与编码带200具有凹部和凸起结构的表面相对设置，且磁电阻传感器阵列300与编码带200无接触，通过感测编码带200周围的磁场分布情况获本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直线位移绝对位置编码器，其特征在于，用于检测被测设备的位移，所述直线位移绝对位置编码器包括：基座、磁电阻传感器阵列、编码带和背磁铁；/n所述编码带固定在所述基座上并沿所述被测设备的轨道方向延伸，所述编码带是一条具有标识不同位置编码信息的凹部和凸起的磁性材料块；/n所述磁电阻传感器阵列非接触地设置在所述编码带和所述背磁铁之间；/n所述背磁铁用于在所述编码带周围产生不均匀的磁场以为所述编码带充磁；/n所述磁电阻传感器阵列包括N行M列磁电阻传感器，其中N≥1，M≥1，且N和M为正整数，所述磁电阻传感器阵列用于通过检测所述编码带的磁场信息获取所述编码带的位置编码信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种直线位移绝对位置编码器，其特征在于，用于检测被测设备的位移，所述直线位移绝对位置编码器包括：基座、磁电阻传感器阵列、编码带和背磁铁；
所述编码带固定在所述基座上并沿所述被测设备的轨道方向延伸，所述编码带是一条具有标识不同位置编码信息的凹部和凸起的磁性材料块；
所述磁电阻传感器阵列非接触地设置在所述编码带和所述背磁铁之间；
所述背磁铁用于在所述编码带周围产生不均匀的磁场以为所述编码带充磁；
所述磁电阻传感器阵列包括N行M列磁电阻传感器，其中N≥1，M≥1，且N和M为正整数，所述磁电阻传感器阵列用于通过检测所述编码带的磁场信息获取所述编码带的位置编码信息。


2.根据权利要求1所述的直线位移绝对位置编码器，其特征在于，所述编码带具有沿着被测设备轨道方向设置的P行编码道，每行所述编码道包括M个编码位，所述编码位由所述凹部或所述凸起形成，所述M个编码位构成其所在编码道的位置编码信息，每行所述编码道的所述位置编码信息不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭海平，李昊晨，沈卫锋，薛松生，
申请(专利权)人：江苏多维科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32