一种编码器及自动化系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种编码器及自动化系统，编码器包括第一感应单元、第二感应单元、设有伪随机码道的第一检测单元、第二检测单元及信号处理单元；第一感应单元正对伪随机码道设置以感应伪随机码道的光变化产生第一光编码信号，并将其输入至信号处理单元得到相对位置信息；第二感应单元对应于第二检测单元设置，感应其信号变化产生第二编码信号，并将该信号输入至信号处理单元得到绝对位置信息和对应的圈数值；信号处理单元根据相对位置信息、绝对位置信息和圈数值得到精确位置信息。通过伪随机光编码器和另一种编码器结合获得精确位置信息，提高了编码器精度；另外在其中一个编码器出现问题的情况下，剩余的编码器可以正常工作，防止意外发生。防止意外发生。防止意外发生。

【技术实现步骤摘要】
一种编码器及自动化系统


[0001]本技术涉及编码器领域，尤其涉及一种编码器及自动化系统。

技术介绍

[0002]目前各种设备中应用的编码器有许多种，比如光电式编码器，光电式编码器是由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形明暗相间的刻线，有光电发射和接收器件读取并获得信号的一类传感器，主要用来测量位移或角度，其具有测量精度高的优点，同时也存在易污染，抗干扰能力差的缺点。比如磁电式编码器，磁电式编码器则采用磁电式设计，通过磁感应器件、利用磁场的变化来产生变化的电信号并用其提供转子的绝对位置，利用磁器件代替了传统的码盘，弥补了光电编码器的缺陷，更具抗震、耐腐蚀、耐污染、可靠性高、结构更简单，但是磁电式编码器存在磁场一致性不确定，磁感应的磁滞效应，信噪比低等缺点导致磁电式编码器的精度受到限制。各种编码器基于各自的自身问题编码器获得的位置信息准确率较低。
[0003]因此，如何提高编码器的精度是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]鉴于上述相关技术的不足，本申请的目的在于提供一种编码器及自动化系统，旨在解决如何提高编码器的精度的问题。
[0005]一种编码器，包括：至少一个第一感应单元、至少一个第二感应单元、至少一个第一检测单元、至少一个第二检测单元及信号处理单元；所述第一检测单元包括伪随机码道；所述第一感应单元正对所述伪随机码道设置以感应所述伪随机码道的光变化产生第一光编码信号，并将所述第一光编码信号输入至所述信号处理单元得到相对位置信息；所述第二感应单元对应于所述第二检测单元设置，所述第二感应单元感应所述第二检测单元的信号变化产生第二编码信号，并将所述第二编码信号输入至所述信号处理单元得到绝对位置信息和对应的圈数值；所述信号处理单元根据所述相对位置信息，所述绝对位置信息和所述圈数值得到精确位置信息。
[0006]上述编码器通过伪随机光编码器和另一种编码器结合，即通过一种混合编码器获得精确位置信息，以解决位置信息准确率较低的技术问题，提高了编码器的精度；另外在其中一个编码器出现问题的情况下，剩余的编码器可以正常工作，防止意外发生。
[0007]可选地，所述第二感应单元和所述第二检测单元包括以下至少一种：所述第二感应单元包括第二光编码芯片，所述第二检测单元包括第二码道，所述第二光编码芯片感应所述第二码道的光变化产生第二光编码信号；所述第二感应单元包括磁编码芯片，所述第二检测单元包括磁性元件，所述磁编码芯片感应所述磁性元件的磁场变化生成磁编码信号；所述第二感应单元包括电感编码芯片，所述第二检测单元包括带线圈的电路板，所述带线圈的电路板设置有激励线圈和感应线圈，所述电感编码芯片感应所述带线圈的电路板的感应电压信号变化；所述第二感应单元包括电容编码芯片，所述第二检测单元包括电容编
码组件，所述电容编码芯片感应所述电容编码组件的信号变化。上述第二感应单元可以在光电编码芯片、磁编码芯片、电感编码芯片、电容编码芯片中选择一种或多种，给了伪随机光编码芯片相结合的芯片有更多的选择性，可结合各自编码方式的优点提高最终获得的位置信息的精度。
[0008]可选地，所述编码器还包括第一电路板，所述第一电路板包括所述第一感应单元、所述第二感应单元、所述信号处理单元中的至少一种；或，所述带线圈的电路板还包括所述第一感应单元、所述第二感应单元、所述信号处理单元中的至少一种。通过上述第一电路板包括第一感应单元、第二感应单元、信号处理单元中的一种，和带线圈的电路板隔离开来，可尽可能减少电感影响其他信号。而带线圈的电路板中还包括第一感应单元、第二感应单元、信号处理单元中的至少一种，可使得各单元处于同一电路板，利于布局布线。
[0009]可选地，所述编码器还包括：存储模块；所述存储模块存储有与所述伪随机码道一一对应的伪随机数据和/或，所述存储模块存储所述第二编码信号的数据。所述信号处理单元和所述存储模块集成于同一芯片中，或，所述信号处理单元和所述存储模块集成于不同的芯片中。当信号处理单元和存储模块集成于同一芯片中，利于信号处理单元更快获取到数据。
[0010]可选地，所述第一感应单元和所述第二感应单元集成在同一芯片中，用于监测所述伪随机码道和所述第二检测单元的变化，分别输出所述第一光编码信号和所述第二编码信号。
[0011]可选地，所述信号处理单元集成于所述第一感应单元和所述第二感应单元中的任一个芯片；或，所述信号处理单元与所述第一感应单元和所述第二感应单元集成于不同的芯片中。对于信号处理单元集成于第一感应单元和第二感应单元中的任一个芯片中，利于和信号处理单元集成的感应单元的数据发送。
[0012]可选地，第一光编码信号和第二光编码信号中的至少一种包括以下任一种信号：至少一组方波信号，其中，一组方波信号包括相位差为90度的第一方波信号和第二方波信号；H个周期的正弦信号和F个周期的余弦信号，H大于或等于1，F大于或等于1。
[0013]而所述感应电压信号包括以下任一种信号：M个周期的正余弦信号，M大于或等于1；至少一个周期的数字信号；脉冲宽度调制信号；两个正交方波信号；相位角为120
°
或60
°
的换向信号；线性模拟信号。其中相位角为120
°
或60
°
的换向信号中换向UVW电路设计上是均等相位角，三者之间是120
°
，若有一个是反向则相位角为60
°
。
[0014]磁编码信号包括以下任一种信号：至少一个周期的正余弦信号；至少一个周期的数字信号；随角度位置周期变化的PWM信号；至少两个周期的三角波信号；至少两个周期的梯形波信号。
[0015]可选地，所述编码器还包括光源。
[0016]可选地，所述光源独立设置，或，所述光源集成在所述第一感应单元，或，所述第二感应单元为所述第二光编码芯片，所述光源集成在所述第二光编码芯片中。
[0017]可选地，所述第一光编码信号为W个周期；所述第二编码信号为U个周期，其中W＝U，W和U均为大于等于1的正整数。其中第一光编码信号的周期数和第二编码信号的周期数设置为相同，可进一步提高位置信息的精度。
[0018]基于同样的技术构思，本申请还提供一种自动化系统，包括电机、驱动器及如
上述的编码器，所述编码器设置在所述电机上，所述编码器将所述精确位置信息发送给驱动器。
[0019]上述的自动化系统，包括的编码器通过伪随机光编码器和另一种编码器结合，即通过一种混合编码器获得精确位置信息，以解决位置信息准确率较低的技术问题，提高了编码器的精度；另外在其中一个编码器出现问题的情况下，剩余的编码器可以正常工作，防止意外发生。
附图说明
[0020]图1为本技术实施例提供的一种编码器的俯视图；
[0021]图2为本技术实施例提供的另一种编码器的结构示意图；
[0022]图3为本技术实施例提供的再一种编码器的结构示意图；
[0023]图4为本技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种编码器，其特征在于，包括：至少一个第一感应单元、至少一个第二感应单元、至少一个第一检测单元、至少一个第二检测单元及信号处理单元；所述第一检测单元包括伪随机码道；所述第一感应单元正对所述伪随机码道设置以感应所述伪随机码道的光变化产生第一光编码信号，并将所述第一光编码信号输入至所述信号处理单元得到相对位置信息；所述第二感应单元对应于所述第二检测单元设置，所述第二感应单元感应所述第二检测单元的信号变化产生第二编码信号，并将所述第二编码信号输入至所述信号处理单元得到绝对位置信息和对应的圈数值；所述信号处理单元根据所述相对位置信息，所述绝对位置信息和所述圈数值得到精确位置信息。2.如权利要求1所述的编码器，其特征在于，所述第二感应单元和所述第二检测单元包括以下至少一种：所述第二感应单元包括第二光编码芯片，所述第二检测单元包括第二码道，所述第二光编码芯片感应所述第二码道的光变化产生第二光编码信号；所述第二感应单元包括磁编码芯片，所述第二检测单元包括磁性元件，所述磁编码芯片感应所述磁性元件的磁场变化生成磁编码信号；所述第二感应单元包括电感编码芯片，所述第二检测单元包括带线圈的电路板，所述带线圈的电路板设置有激励线圈和感应线圈，所述电感编码芯片感应所述带线圈的电路板的感应电压信号变化；所述第二感应单元包括电容编码芯片，所述第二检测单元包括电容编码组件，所述电容编码芯片感应所述电容编码组件的信号变化。3.如权利要求2所述的编码器，其特征在于，所述第一感应单元和所述第二感应单元集成在同一芯片中，用于监测所述伪随机码道和所述第二检测单元的变化，分别输出所述第一光编码信号和所述第二编码信号。4.如权利要求2所述的编码器，其特征在于，所述第一光编码信号和所述第二光编码信号中的至少一种包括以下任一种信号：至少一组方波信号，其中，所述一组方波信号包括相位差为90度的第一方波信号和第二方波信号；H个周期的正弦信号和F个周期的余弦信号，H大于或等于1，F大于或等于1；所述感应电压信号包括以下任一种信号：M...

【专利技术属性】
技术研发人员：蓝维隆，左思，
申请(专利权)人：深圳市灵犀自动化技术有限公司，
类型：新型
国别省市：