專利名稱：互補式高精度齒輪編碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種齒輪編碼器，尤其編碼盤采用兩個互補齒輪導(dǎo)磁盤(或齒條)疊置的結(jié)構(gòu)，帶雙霍耳元件的傳感器的標記面與編碼盤齒面相對安裝，間隔與常規(guī)霍耳齒輪傳感器相似。與常規(guī)霍耳齒輪傳感器安裝方法不同的是霍耳齒輪傳感器以兩個編碼盤相鄰面為對稱面，對稱安裝在編碼盤齒面外。信號處理電路包括電源、放大及門限比較器、輸出部分及其它降低零點飄移和提高穩(wěn)定性的電路，與現(xiàn)有技術(shù)的不同點是齒槽邊與差動磁場零點對應(yīng)，不需進行檢測距離和磁場強度校正。
背景技術(shù)：
目前公知的主要的霍耳齒輪傳感器系統(tǒng)，是在運動件上裝帶齒輪的導(dǎo)磁盤(或齒條)，采用封裝的永磁鐵和一個或二個霍耳元件的霍耳齒輪傳感器，與齒面相對安裝，兩個霍耳齒輪傳感器中霍耳元件的連線與運動方向重合，齒輪上齒和槽對應(yīng)不同的磁阻，在霍耳元件上產(chǎn)生不同的磁場，根據(jù)磁場變化檢測齒和槽的邊界。由于磁場分布的復(fù)雜性，磁場強度變化是漸變的，齒槽邊沿與磁場的對應(yīng)關(guān)系受磁場強度、檢測距離等相關(guān)，磁場強度受溫度影響大，直接用磁場強度檢測齒槽邊誤差大。雙霍耳元件的差動式霍耳齒輪傳感器，可使齒槽邊沿與差動磁場的峰值更接近，但由于轉(zhuǎn)換點在峰值附近，少量的磁場變化可造成較大的轉(zhuǎn)角精度誤差。為了減小距離及磁場強度的影響，現(xiàn)有技術(shù)在傳感器中集成了一套復(fù)雜的處理電路，主要采用了高精度穩(wěn)壓電路，峰值檢測電路和自動增益校正等技術(shù)，進一步降低誤差。但由于轉(zhuǎn)換點在磁場變化較慢附近，以及受溫度、檢測距離的影響，目前的傳感器仍存在兩個問題，一是傳感器需檢測一定同期作為初始化，在此期間誤差很大，二是正式檢測期間仍有較大誤差。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是編碼盤采用兩個互補齒輪導(dǎo)磁盤(或齒條)疊置的結(jié)構(gòu)；帶雙霍耳元件的傳感器的標記面與編碼盤齒面相對安裝，間隔與常規(guī)霍耳齒輪傳感器相似，與常規(guī)霍耳齒輪傳感器安裝方法不同的是霍耳齒輪傳感器以兩個編碼盤相鄰面為對稱面對稱安裝在編碼盤齒面外。信號處理電路包括電源、放大及門限比較器、輸出部分及其它降低零點飄移和提高穩(wěn)定性的電路，與現(xiàn)有技術(shù)的不同點是齒槽邊與差動磁場零點對應(yīng)，不需進行檢測距離和磁場強度校正，可取消峰值檢測、增益控制等復(fù)雜電路。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明圖1是互補式高精度齒輪編碼盤結(jié)構(gòu)2是互補式高精度齒輪傳感器結(jié)構(gòu)簡中1.編碼盤齒，2.編碼盤槽，3.霍耳元件，4.磁場曲線示意圖5.背景磁鐵， 6.門限比較器，7.輸出管，8.輸出地，9.電源，10.輸出信號。
具體實施例方式
圖1是互補式高精度齒輪編碼盤結(jié)構(gòu)圖。圖中兩個互補的編碼盤疊置，陰影部分為齒(1)；空白部分O)為槽，兩個編碼盤的齒、槽互補相對；C3)為兩個霍耳元件；兩個霍耳元件以兩個編碼盤相鄰面為對稱面對稱安裝，這樣兩個霍耳元件的差動磁場為曲線(4)。 編碼盤的齒槽邊界與差動磁場的零點對應(yīng)，并且只要兩個霍耳元件特性一致，檢測距離一致，齒、槽的邊界對應(yīng)性好，差動磁場的零點不受磁場變化、檢測距離等因素影響，甚至不受電源電壓影響，因此可大大簡化傳感器的處理電路，提高精度和可靠性。圖2是互補式高精度齒輪傳感器結(jié)構(gòu)簡圖，圖中背景磁鐵( 與編碼盤齒(1)槽( 形成的變化磁場在霍耳元件中產(chǎn)生差動信號，經(jīng)門限比較器產(chǎn)生與編碼盤相對應(yīng)的開關(guān)信號，經(jīng)輸出管(7)，在輸出腳(10)輸出，門限比較器的動作點設(shè)置為零點，為了提高穩(wěn)定性，可取一定的門限范圍， 范圍大小取決于電路和磁路噪聲，電路不需要高精度穩(wěn)壓電路、峰值檢測電路和自動增益校正等技術(shù)、僅需要考慮兩個霍耳元件的一致性和零點飄移的影響。
權(quán)利要求
1.一種齒輪編碼器，其編碼盤采用兩個互補齒輪導(dǎo)磁盤(或齒條)疊置的結(jié)構(gòu)，帶雙霍耳元件的傳感器的標記面與編碼盤齒面相對安裝，間隔與常規(guī)霍耳齒輪傳感器相似，與常規(guī)霍耳齒輪傳感器安裝方法不同的是霍耳齒輪傳感器以兩個編碼盤相鄰面為對稱面對稱安裝在編碼盤齒面外。信號處理電路包括電源、放大及門限比較器、輸出部分及其它降低零點飄移和提高穩(wěn)定性的電路，與現(xiàn)有技術(shù)的不同點是齒槽邊與差動磁場零點對應(yīng)，不需進行檢測距離和磁場強度校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪編碼器，其編碼盤采用兩個互補齒輪導(dǎo)磁盤(或齒條) 疊置的結(jié)構(gòu)，即其中一個編碼盤齒與另一編碼盤的槽相對。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪編碼器，其兩個霍耳元件的標記面與編碼盤齒面相對， 間隔與常規(guī)霍耳齒輪傳感器相似，與常規(guī)霍耳齒輪傳感器安裝方法不同的是，霍耳齒輪傳感器以兩個編碼盤相鄰面為對稱面，對稱安裝在的編碼盤齒面外。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪編碼器，霍耳信號處理電路包括電源、放大及門限比較器，輸出部分及其它降低零點飄移和提高穩(wěn)定性的電路，與現(xiàn)有技術(shù)的不同點是齒槽邊與差動磁場零點對應(yīng)，不需進行檢測距離和磁場強度校正。
全文摘要
一種齒輪編碼器，其編碼盤采用兩個互補齒輪導(dǎo)磁盤(或齒條)疊置的結(jié)構(gòu)；帶雙霍耳元件的傳感器的標記面與編碼盤齒面相對安裝，間隔與常規(guī)霍耳齒輪傳感器相似，與常規(guī)霍耳齒輪傳感器安裝方法不同的是霍耳齒輪傳感器是以兩個編碼盤相鄰面為對稱面，對稱安裝在編碼盤齒面外。信號處理電路包括電源、放大及門限比較器、輸出部分及其它降低零點飄移和提高穩(wěn)定性的電路，與現(xiàn)有技術(shù)的不同點是齒槽邊與差動磁場零點對應(yīng)，不需進行檢測距離和磁場強度校正。
文檔編號G01D3/028GK102313560SQ20101022817
公開日2012年1月11日 申請日期2010年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月10日
發(fā)明者唐明龍, 張潔, 李小年, 董宏, 陳益廣 申請人:天津蹊徑動力技術(shù)有限公司