一种编码器制造技术

本发明专利技术公开了一种编码器，包括处理器及平行放置且中空的增量编码轨道PCB、导电金属PCB和绝对编码轨道PCB，增量编码轨道PCB上设置的多极对的增量线圈能够输出相应周期的增量复合电压信号波形，绝对编码轨道PCB上设置的单极对的绝对线圈能够输出相应周期的绝对复合电压信号波形，处理器通过对增量复合电压信号波形的周期进行编码，从而确定电机轴的绝对机械位置数据，且由于增量编码轨道PCB和绝对编码轨道PCB之间的距离不小于最小预设距离，因此，绝对线圈对增量线圈的影响较小，编码器的精度较高，且成本较低。且成本较低。且成本较低。

【技术实现步骤摘要】
一种编码器


[0001]本专利技术涉及编码器领域，特别是涉及一种编码器。

技术介绍

[0002]随着工业自动化的发展越来越快，各行业对中空编码器的需求越来越大。当前工业自动化行业中的中空编码器主要采用光电式编码器或多对极式磁电编码器。而光电式编码器的应用环境需求要求极其严格，很难适用在高灰尘，高振动及高污染的应用环境，并且光电式编码器的成本极高，极大的限制了中空编码器的发展。而多对极式磁电编码器采用的磁感方案使用到的磁场极弱，且易受到外界电磁场的干扰，虽然相比于光电式编码器的成本较低，但是其输出的位置信息精度却同样很低。
[0003]现有技术中存在由电感式编码器实现的中空编码器，对环境的要求并不高，但是，当电感式编码器的增量编码部分中增量线圈的极对数较少时，其精度较低，增量线圈的极对数较多时，由于现有技术中的增量编码部分的线圈和绝对编码部分的线圈设置于同一PCB(Printed Circuit Boards，印制电路板)上，走线难度会增加，且绝对编码部分的线圈会对增量编码部分的线圈产生影响，这会使增量编码部分产生干扰谐波，从而导致仿真难度的增加和偏差补正难度的增加，编码器的精度也较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种编码器，由于增量编码轨道PCB和绝对编码轨道PCB之间的距离不小于最小预设距离，因此，绝对线圈对增量线圈的影响较小，编码器的精度较高，且成本较低。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种编码器，包括处理器及平行放置且中空的增量线圈印制电路板PCB、导电金属PCB和绝对编码轨道PCB，且所述增量编码轨道PCB和绝对编码轨道PCB之间的距离不小于最小预设距离；
[0006]所述导电金属PCB用于跟随电机轴的转动而转动；
[0007]所述增量编码轨道PCB上设有多极增量线圈，用于在所述导电金属PCB转动时，输出相应周期的增量复合电压信号波形，且所述导电金属每转一圈，所述增量线圈输出的所述增量复合电压信号波形的周期数和所述增量线圈的极对数相等；
[0008]所述绝对编码轨道PCB上设有单极绝对线圈，用于在所述导电金属PCB转动时，输出相应周期的绝对复合电压信号波形，且所述导电金属每转一圈，所述绝对线圈输出一个周期的所述绝对复合电压信号波形；
[0009]所述处理器的第一信号输入端与所述增量线圈的输出端连接，第二信号输入端与所述绝对线圈的输出端连接，用于基于所述绝对线圈输出的绝对复合电压信号波形对所述增量线圈输出的增量复合电压信号波形的周期进行编码，以基于编码后的增量线圈输出的复合电压信号波形确定所述电机轴的绝对机械位置数据。
[0010]优选地，所述导电金属PCB的第一面设有和所述增量线圈的极对数对应的增量导
电金属，且所述增量导电金属在旋转时总覆盖各个极对的增量线圈的一半；
[0011]所述导电金属的第二面设有和所述绝对线圈对应的绝对导电金属，且所述绝对导电金属在旋转时总覆盖所述绝对线圈的一半；
[0012]所述绝对导电金属的外径不大于所述增量导电金属的内径。
[0013]优选地，所述增量编码轨道PCB设置于靠近所述电机轴的一侧，所述导电金属PCB设置于所述增量编码轨道PCB和所述绝对编码轨道PCB之间。
[0014]优选地，所述绝对编码轨道PCB设置于靠近所述电机轴的一侧，所述导电金属PCB设置于所述增量编码轨道PCB和所述绝对编码轨道PCB之间。
[0015]优选地，还包括：
[0016]第一输入端与所述增量线圈的输出端连接，第二输入端与所述绝对线圈的输出端连接的低通滤波器，用于将所述增量线圈输出的增量复合电压信号波形进行解调滤波处理，输出周期和所述增量线圈输出的增量复合电压信号波形的周期对应的正弦信号和余弦信号；并将所述绝对线圈输出的绝对复合电压信号波形进行解调滤波处理，输出和所述绝对线圈输出的绝对复合电压信号波形的周期对应的正弦信号和余弦信号；
[0017]第一信号输入端和所述低通滤波器的第一信号输出端连接，第二信号输入端和所述低通滤波器的第二信号输出端连接的模数转换器，用于将所述增量线圈对应的正弦信号和余弦信号转换成数字量的正弦信号和余弦信号；并将所述绝对线圈对应的正弦信号和余弦信号转换成数字量的正弦信号和余弦信号；
[0018]第一信号输入端和所述模数转换器的第一信号输出端连接，第二信号输入端和所述模数转换器的第二信号输出端连接的细分单元，用于将所述增量线圈对应的数字量的正弦信号和余弦信号进行细分解码，输出在所述增量线圈对应的数字量的正弦信号和余弦信号的各个周期中所述电机轴的位置数据；并将所述绝对线圈对应的数字量的正弦信号和余弦信号进行细分解码，输出在所述绝对线圈对应的数字量的正弦信号和余弦信号的一个周期中所述电机轴的绝对位置数据；
[0019]所述处理器的第一输入端与所述细分单元的第一输出端连接，第二输入端与所述细分单元的第二输出端连接，还用于基于所述细分单元输出的所述电机轴和所述绝对线圈对应的绝对位置数据对所述电机轴和所述增量线圈对应的位置数据的多个周期进行编码，从而确定电机轴在所述增量线圈对应的具体周期内的位置数据。
[0020]优选地，所述低通滤波器包括第一低通滤波器和第二低通滤波器；
[0021]所述第一低通滤波器的输入端为所述低通滤波器的第一输入端，输出端为所述低通滤波器的第一输出端，用于将所述增量线圈输出的增量复合电压信号波形进行解调滤波处理，输出周期和所述增量线圈输出的增量复合电压信号波形的周期对应的正弦信号和余弦信号；
[0022]所述第二低通滤波器的输入端为所述低通滤波器的第二输入端，输出端为所述低通滤波器的第二输出端，用于将所述绝对线圈输出的绝对复合电压信号波形进行解调滤波处理，输出和所述绝对线圈输出的绝对复合电压信号波形的周期对应的正弦信号和余弦信号。
[0023]优选地，所述模数转换器包括第一模数转换器和第二模数转换器；
[0024]所述第一模数转换器的输入端为所述模数转换器的第一输入端，输出端为所述模
数转换器的第一输出端，用于将所述增量线圈对应的正弦信号和余弦信号转换成数字量的正弦信号和余弦信号；
[0025]所述第二模数转换器的输入端为所述模数转换器的第二输入端，输出端为所述模数转换器的第二输出端，用于将所述绝对线圈对应的正弦信号和余弦信号转换成数字量的正弦信号和余弦信号。
[0026]优选地，所述细分单元包括第一细分单元和第二细分单元；
[0027]所述第一细分单元的输入端为所述细分单元的第一输入端，输出端为所述细分单元的第一输出端，用于将所述增量线圈对应的数字量的正弦信号和余弦信号进行细分解码，输出在所述增量线圈对应的数字量的正弦信号和余弦信号的各个周期中所述电机轴的位置数据；
[0028]所述第二细分单元的输入端为所述细分单元的第二输入端，输出端为所述细分单元的第二输出端，用于将所述绝对线圈对应的数字量的正弦信号和余弦信号进行细分解码，输出在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种编码器，其特征在于，包括处理器及平行放置且中空的增量编码轨道印制电路板PCB、导电金属PCB和绝对编码轨道PCB，且所述增量编码轨道PCB和绝对编码轨道PCB之间的距离不小于最小预设距离；所述导电金属PCB用于跟随电机轴的转动而转动；所述增量编码轨道PCB上设有多极增量线圈，用于在所述导电金属PCB转动时，输出相应周期的增量复合电压信号波形，且所述导电金属每转一圈，所述增量线圈输出的所述增量复合电压信号波形的周期数和所述增量线圈的极对数相等；所述绝对编码轨道PCB上设有单极绝对线圈，用于在所述导电金属PCB转动时，输出相应周期的绝对复合电压信号波形，且所述导电金属每转一圈，所述绝对线圈输出一个周期的所述绝对复合电压信号波形；所述处理器的第一信号输入端与所述增量线圈的输出端连接，第二信号输入端与所述绝对线圈的输出端连接，用于基于所述绝对线圈输出的绝对复合电压信号波形对所述增量线圈输出的增量复合电压信号波形的周期进行编码，以基于编码后的增量线圈输出的复合电压信号波形确定所述电机轴的绝对机械位置数据。2.如权利要求1所述的编码器，其特征在于，所述导电金属PCB的第一面设有和所述增量线圈的极对数对应的增量导电金属，且所述增量导电金属在旋转时总覆盖各个极对的增量线圈的一半；所述导电金属的第二面设有和所述绝对线圈对应的绝对导电金属，且所述绝对导电金属在旋转时总覆盖所述绝对线圈的一半；所述绝对导电金属的外径不大于所述增量导电金属的内径。3.如权利要求1所述的编码器，其特征在于，所述增量编码轨道PCB设置于靠近所述电机轴的一侧，所述导电金属PCB设置于所述增量编码轨道PCB和所述绝对编码轨道PCB之间。4.如权利要求1所述的编码器，其特征在于，所述绝对编码轨道PCB设置于靠近所述电机轴的一侧，所述导电金属PCB设置于所述增量编码轨道PCB和所述绝对编码轨道PCB之间。5.如权利要求1所述的编码器，其特征在于，还包括：第一输入端与所述增量线圈的输出端连接，第二输入端与所述绝对线圈的输出端连接的低通滤波器，用于将所述增量线圈输出的增量复合电压信号波形进行解调滤波处理，输出周期和所述增量线圈输出的增量复合电压信号波形的周期对应的正弦信号和余弦信号；并将所述绝对线圈输出的绝对复合电压信号波形进行解调滤波处理，输出和所述绝对线圈输出的绝对复合电压信号波形的周期对应的正弦信号和余弦信号；第一信号输入端和所述低通滤波器的第一信号输出端连接，第二信号输入端和所述低通滤波器的第二信号输出端连接的模数转换器，用于将所述增量线圈对应的正弦信号和余弦信号转换成数字量的正弦信号和余弦信号；并将所述绝对线圈对应的正弦信号和余弦信号转换成数字量的正弦信号和余弦信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏一帆，
申请(专利权)人：浙江禾川科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：