專利名稱：絕對值與增量信號雙輸出的編碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種編碼器，尤其涉及一種絕對值與增量信號雙輸出 編碼器的機(jī)械結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景現(xiàn)有技術(shù)中對角度、速度等的位置測量可以使用增量式或絕對式編碼 器，它們的構(gòu)成和工作原理如下增量式編碼器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示-有一個增量碼盤3，當(dāng)編碼器通電后，光源l產(chǎn)生光束，通過遮光板2的聚光后掃描過具有均勻刻線的碼盤3，在碼盤3背面安裝有光電接收單元 4，通過光電接收單元4及電路轉(zhuǎn)換后輸出一組脈沖信號。上述編碼器的信號輸出在連接后續(xù)設(shè)備后，需對這個脈沖信號進(jìn)行計(jì) 數(shù)才能計(jì)算出當(dāng)前的角度，而且脈沖信號對干擾和頻率匹配的要求較高， 所以存在有較大的累積誤差。為了解決這個誤差，國際上提出了絕對值編 碼器測量的概念。絕對式編碼器的工作原理如圖2所示核心處理元件利用記憶功能將永磁鐵的N、 S極磁場分布狀態(tài)保存下來 (初始點(diǎn)，也叫零點(diǎn))，當(dāng)跟隨被測物體一起運(yùn)動的磁鐵磁場分布發(fā)生改變 的時候，處理元件將新檢測出的磁場分布與原始分布圖做比較，得出兩圖 之間的相對夾角，從而知道設(shè)備的當(dāng)前絕對位置。通常利用該原理實(shí)現(xiàn)的 編碼器結(jié)構(gòu)如圖3所示(圖中編碼器軸40、底座41、磁鐵42、磁檢測芯 片43)。
上述編碼器解決了增量編碼器所存在的累積誤差和需要不定期校準(zhǔn)零 點(diǎn)的問題，但是在一些需要同時處理位置及速度的應(yīng)用場合，速度的處理 需要將單位時間內(nèi)前后兩次的位置值進(jìn)行運(yùn)算，在轉(zhuǎn)速高的情況下，這樣 的運(yùn)算會引起位置值反饋的滯后。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問題是提供了一種絕對值與增量信號雙輸 出編碼器，旨在解決上述的問題。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型包括編碼器測量主軸、編碼器底座；還包括安置在編 碼器測量主軸頂端上的磁鐵；在磁鐵上方安置一個絕對值信號處理及輸出 線路板；在絕對值信號處理及輸出線路板下方固定磁檢測芯片；還包括 一個安置在編碼器測量主軸一側(cè)的增量信號模塊，固定在編碼器測量主軸 上的中空增量碼盤；在增量信號模塊和中空增量碼盤上方、在磁鐵下方、 并與增量信號模塊相接的增量信號處理及輸出線路板。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是 一方面可利用絕對式編 碼器解決增量編碼器所存在的累積誤差和不定期需零點(diǎn)校準(zhǔn)的問題，另一 方面，可有效保證在高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的速度及位置雙環(huán)控制的要求；解決 了這兩點(diǎn)技術(shù)難度，編碼器可以得到更廣泛的應(yīng)用。

圖1是增量式編碼器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；圖2是絕對式編碼器的工作原理；圖3是絕對式編碼器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；圖4是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述
由圖4可見本實(shí)用新型包括編碼器測量主軸31、編碼器底座32; 還包括安置在編碼器測量主軸31頂端上的磁鐵36;在磁鐵36上方安置一個絕對值信號處理及輸出線路板35;在絕對值信號處理及輸出線路板35下方固定磁檢測芯片39;還包括 一個安置在編碼器測量主軸31—側(cè)的增量信號模塊33，固定在編碼器測量主軸31上的中空增量碼盤38;在增量 信號模塊33和中空增量碼盤38上方、在磁鐵36下方、并與增量信號模塊 33相接的增量信號處理及輸出線路板34;所述的磁鐵36是安置在固定于主軸31上的磁鐵座37上。 本實(shí)用新型中編碼器測量主軸31，被測設(shè)備通過連接測量主軸31而產(chǎn) 生同步的相對于編碼器底座32的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，使被磁鐵座37固定并安置于 測量主軸31上的磁鐵36與安置于絕對值信號處理及輸出線路板35上的磁 檢測芯片39產(chǎn)生一定的夾角，通過計(jì)算及信號處理，送出絕對位置信號。 同時，固定于測量主軸31上的增量碼盤38也隨之一起旋轉(zhuǎn)，增量信號模 塊33將原始信號送至增量信號處理及輸出線路板34，通過該線路板的信號 處理及放大后輸出。本實(shí)用新型中的增量信號采用現(xiàn)有技術(shù)中增量編碼器的工作原理。 本實(shí)用新型中的絕對值信號采用現(xiàn)有技術(shù)中磁電絕對值編碼器的工作 原理。本實(shí)用新型分別利用了增量編碼器及絕對式編碼器的優(yōu)點(diǎn)，互補(bǔ)缺點(diǎn) 提出了雙信號輸出的方式，特別是在電氣上分別使用兩個互不干擾的電路， 即使有一路信號電氣部分損壞了也不會影響到另外一路信號。有了這些結(jié) 構(gòu)后，該編碼器可以應(yīng)用在各種高速定位系統(tǒng)中。
權(quán)利要求1. 一種絕對值與增量信號雙輸出的編碼器，包括編碼器測量主軸(31)、編碼器底座(32)；其特征在于還包括安置在編碼器測量主軸(31)頂端上的磁鐵(36)；在磁鐵(36)上方安置一個絕對值信號處理及輸出線路板(35)；在絕對值信號處理及輸出線路板(35)下方固定磁檢測芯片(39)；還包括一個安置在編碼器測量主軸(31)一側(cè)的增量信號模塊(33)，固定在編碼器測量主軸(31)上的中空增量碼盤(38)；在增量信號模塊(33)和增量碼盤(38)上方、在磁鐵(36)下方、并與增量信號模塊(33)相接的增量信號處理及輸出線路板(34)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的絕對值與增量信號雙輸出的編碼器，其特征 在于所述的磁鐵(36)是安置在固定于主軸(31)上的磁鐵座(37)上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種絕對值與增量信號雙輸出的編碼器，包括編碼器測量主軸、編碼器底座；還包括安置在編碼器測量主軸頂端上的磁鐵；在磁鐵上方安置一個絕對值信號處理及輸出線路板；在絕對值信號處理及輸出線路板下方固定磁檢測芯片；還包括一個安置在編碼器測量主軸一側(cè)的增量信號模塊，固定在編碼器測量主軸上的中空增量碼盤；在增量信號模塊和增量碼盤上方、在磁鐵下方、并與增量信號模塊相接的增量信號處理及輸出線路板；本實(shí)用新型的有益效果是一方面可利用絕對式編碼器解決增量編碼器所存在的累積誤差和不定期需零點(diǎn)校準(zhǔn)的問題，另一方面，可有效保證在高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的速度及位置雙環(huán)控制的要求。
文檔編號G01D5/12GK201215488SQ200820058989
公開日2009年4月1日 申請日期2008年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月27日
發(fā)明者周春輝, 奮 裘 申請人:上海精浦機(jī)電有限公司