專利名稱：六傳感器式編碼器的存儲器寫入器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光電傳感技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種可測量軸轉(zhuǎn)動角度的磁性編碼電路。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)光電編碼器是集光、機(jī)、電技術(shù)于一體的轉(zhuǎn)速、位移傳感器。當(dāng)編碼器軸帶動碼盤旋轉(zhuǎn)時，發(fā)光元件發(fā)出的光透過碼盤(或者圓光柵和指示光柵)的通、暗區(qū)域，被分割成斷續(xù)光線并被接收元件接收，產(chǎn)生初始信號，該信號經(jīng)后繼電路處理后，輸出脈沖信號。
光電編碼器經(jīng)歷了從增量式到絕對式的發(fā)展過程。
增量式編碼器軸旋轉(zhuǎn)時，帶動光柵盤旋轉(zhuǎn)，發(fā)光元件發(fā)出的光被光柵盤、指示光柵的狹縫切割成斷續(xù)光線并被接收元件接收，輸出有相應(yīng)的脈沖信號，其旋轉(zhuǎn)方向和脈沖數(shù)量的增減需借助后部的判向電路和計數(shù)器來實現(xiàn)。其計數(shù)起點可任意設(shè)定，并可實現(xiàn)多圈的無限累加和測量。還可以把每轉(zhuǎn)發(fā)出的一個脈沖的Z信號，作為參考機(jī)械零位。當(dāng)脈沖數(shù)已固定，而需提高分辨率時，可利用90°相位差的A、B兩路信號，對原脈沖進(jìn)行倍頻。旋轉(zhuǎn)增量式編碼器以轉(zhuǎn)動時輸出脈沖，通過計數(shù)設(shè)備來知道其位置，當(dāng)編碼器不動或停電時，依靠計數(shù)設(shè)備的內(nèi)部記憶來記住位置。這樣，當(dāng)停電后，編碼器不能有任何的移動，當(dāng)來電工作時，編碼器輸出脈沖過程中，也不能有干擾而丟失脈沖，不然，計數(shù)設(shè)備記憶的零點就會偏移，而且這種偏移的量是無從知道的，只有錯誤的生產(chǎn)結(jié)果出現(xiàn)后才能知道。解決的方法是增加參考點，編碼器每經(jīng)過參考點，將參考位置修正進(jìn)計數(shù)設(shè)備的記憶位置。在參考點以前，是不能保證位置的準(zhǔn)確性的。為此，在工控中就有每次操作先找參考點，開機(jī)找零等方法。比如，打印機(jī)掃描儀的定位就是用的增量式編碼器原理，每次開機(jī)，我們都能聽到噼哩啪啦的一陣響，它在找參考零點，然后才上作?？刂骗h(huán)中運(yùn)用增量式編碼器的數(shù)控機(jī)床，開機(jī)后必須先將各軸回零，才能正確執(zhí)行加工指令。這樣的方法對有些工控項目比較麻煩，甚至不允許開機(jī)找零(開機(jī)后就要知道準(zhǔn)確位置)，于是就有了絕對編碼器的出現(xiàn)。
絕對式光電編碼器軸旋轉(zhuǎn)時，輸出與位置一一對應(yīng)的代碼(二進(jìn)制、BCD碼等)。從代碼大小變化即可判別正方向、位移，以及所處的絕對位置，無需判向電路。它有一個絕對零位代碼，當(dāng)停電或關(guān)機(jī)后，再開機(jī)重新測量時，仍可準(zhǔn)確地讀出停電或關(guān)機(jī)位置的代碼，并準(zhǔn)確地找到零位代碼。絕對編碼器從測量范圍上劃分，有單圈和多圈兩種類型。絕對編碼器是通過讀取編碼盤上的圖案來表示軸的角位置，圖1-2為簡化的編碼圖形，實際的碼盤是分割更多的的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。光碼盤上有許多道刻線，每道刻線從里到外依次以2線、4線、8線、16線……編排，這樣，在編碼器的每一個位置，通過讀取每道刻線的通(圖中白的部分)、暗(黑)，獲得一組從20到2n-1的唯一的2進(jìn)制編碼，這就稱為n位絕對編碼器。絕對編碼器的編碼方式有純二進(jìn)制編碼和循環(huán)碼等。絕對編碼器由機(jī)械位置決定了每個位置的唯一性，它無需掉電記憶，無需找參考點，而且不用一直計數(shù)，什么時候需要知道位置，什么時候就去讀取它的位置。這樣，編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。由于絕對編碼器在定位方面明顯地優(yōu)于增量式編碼器，已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于各種工業(yè)系統(tǒng)中的角度、長度測量和定位控制。光電編碼器存在一些難以克服的缺點，要求體積較小精度較高的的場合，難以符合設(shè)計要求，并且制造成本較高，光電編碼器在市場競爭中將處于劣勢。
針對光電編碼器的這些缺點，近年來磁性編碼器的研制正逐漸展開。
傳感器定子和轉(zhuǎn)子用純鐵制成，定子上固定永久磁鐵，形成磁路系統(tǒng)。定子和轉(zhuǎn)子相對的環(huán)形端面上均勻地銑上齒和槽，二者齒槽數(shù)相等，轉(zhuǎn)子與軸固緊，軸與被測回轉(zhuǎn)軸連接。軸帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)子齒與定子齒相對時，氣隙最小，整個磁路磁通最大；齒與槽相對時磁通最小。用線圈或磁敏元件感應(yīng)磁通變化產(chǎn)生脈沖電壓輸出，變化頻率與轉(zhuǎn)速成正比。此類編碼器測轉(zhuǎn)速比較常見，用來測轉(zhuǎn)動角度精度很低，只能實現(xiàn)增量輸出。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的編碼器抗干擾性差、精度低、加工成本高，適用范圍受限制的技術(shù)不足，本發(fā)明提供一種與六傳感器式編碼器配套使用的存儲器寫入器，利用固定在定子圓周上的磁敏元件感受固定在軸上的磁鋼轉(zhuǎn)動引起的磁場強(qiáng)度變化來輸出不同相位變化的電壓信號，用電壓值判斷軸轉(zhuǎn)動角度，此類傳感器可以實現(xiàn)高精度的轉(zhuǎn)動速度和絕對位置的測量。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是設(shè)有圓環(huán)式定子，在定子的內(nèi)側(cè)壁上、以定子的中心為圓心的同一圓周上，設(shè)置有六個磁性傳感器，相鄰的兩個傳感器之間的夾角為60°，定子內(nèi)腔的中軸線上設(shè)置有裹有護(hù)套的永久磁鐵，永久磁鐵的一端與聯(lián)軸器一端固定，聯(lián)軸器上固定有標(biāo)準(zhǔn)編碼器(15)；在像限位置上六個磁性傳感器等間距設(shè)置在同一圓周上，相鄰的兩個傳感器之間的夾角為60°，在同一直徑方向上的兩個磁性傳感器(211)、(214)的輸出信號(A1)、(A2)接差動放大器(1)，在同一直徑方向上的兩個磁性傳感器(213)、(216)的輸出信號(B1)、(B2)接差動放大器(2)，在同一直徑方向上的兩個磁性傳感器(212)、(215)的輸出信號(C1)、(C2)接差動放大器(3)，三個差動放大器(1)、(2)、(3)的三路放大器輸出信號(A0)、(B0)、(C0)分別接AD轉(zhuǎn)換器(4)、(5)、(6)，三個AD轉(zhuǎn)換器(4)、(5)、(6)的輸出信號(Ad)、(Bd)、(Cd)接組合器(17)，組合器(17)的兩輸出信號(D)、(J0)接第一存儲器(11)，組合器(17)的兩輸出信號(D)、(R0)接第二存儲器(12)，標(biāo)準(zhǔn)編碼器(15)的輸出信號(J)接記數(shù)器(16)，記數(shù)器(16)的輸出信號(J1)接組合器(17)的信號輸入端。
聯(lián)軸器的另一端加工有扁平式卡口。
本發(fā)明的有益效果是，利用固定在定子圓周上的磁敏元件及標(biāo)準(zhǔn)編碼器感受固定在軸上的磁鋼轉(zhuǎn)動引起的磁場強(qiáng)度變化來輸出不同相位變化的電壓信號，用電壓值判斷軸轉(zhuǎn)動角度，從而實現(xiàn)高精度的轉(zhuǎn)動速度和絕對位置的測量，將有關(guān)數(shù)據(jù)寫入到存儲器內(nèi)。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1中定子與磁性傳感器的連接關(guān)系示意圖。
圖3是本發(fā)明的電路原理圖。
圖中1.放大器，2.放大器，3.放大器，4.AD轉(zhuǎn)換器，5.AD轉(zhuǎn)換器，6.AD轉(zhuǎn)換器，11.第一存儲器，12.第二存儲器，16.記數(shù)器，17.組合器，21.定子，22.聯(lián)軸器，23.護(hù)套，24.永久磁鐵，25.卡口，210.定子支持架，A1.傳感器輸出信號，B1.傳感器輸出信號，C1.傳感器輸出信號，A2.傳感器輸出信號，B2.傳感器輸出信號，C2.傳感器輸出信號，A0.放大器輸出信號，B0.放大器輸出信號，C0.放大器輸出信號，Ad.AD轉(zhuǎn)換器輸出信號，Bd.AD轉(zhuǎn)換器輸出信號，Cd.AD轉(zhuǎn)換器輸出信號，D.組合器輸出信號，J0組合器輸出信號，R0.組合器輸出信號，J.標(biāo)準(zhǔn)編碼器輸出信號，J1.記數(shù)器輸出信號。
具體實施例方式
在圖1、圖2中定子(21)為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，定子(21)的一端安裝在定子支持架(210)上，在定子(21)的內(nèi)側(cè)壁上、以定子(21)的中心為圓心的同一圓周上，設(shè)置有六個傳感器，相鄰的兩個傳感器之間的夾角為60°，定子(21)內(nèi)腔的中軸線上設(shè)置有裹有護(hù)套(23)的永久磁鐵(24)，永久磁鐵(24)的一端與聯(lián)軸器(22)另一端固定，聯(lián)軸器(22)的另一端加工有扁平形卡口(25)，通過該卡口(25)即可將聯(lián)軸器(22)及與之相連接的護(hù)套(23)、永久磁鐵(24)牢固地固定在被測轉(zhuǎn)軸上，從而勿需單獨(dú)安裝轉(zhuǎn)軸即可實現(xiàn)永久磁鐵(24)的轉(zhuǎn)動，聯(lián)軸器(22)上固定有標(biāo)準(zhǔn)編碼器(15)。
在像限位置上六個磁性傳感器等間距設(shè)置在同一圓周上，相鄰的兩個傳感器之間的夾角為60°，在同一直徑方向上的兩個磁性傳感器(211)、(214)的輸出信號(A1)、(A2)接差動放大器(1)，在同一直徑方向上的兩個磁性傳感器(213)、(216)的輸出信號(B1)、(B2)接差動放大器(2)，在同一直徑方向上的兩個磁性傳感器(212)、(215)的輸出信號(C1)、(C2)接差動放大器(3)，三個差動放大器(1)、(2)、(3)的三路放大器輸出信號(A0)、(B0)、(C0)分別接AD轉(zhuǎn)換器(4)、(5)、(6)，三個AD轉(zhuǎn)換器(4)、(5)、(6)的輸出信號(Ad)、(Bd)、(Cd)接組合器(17)，組合器(17)的兩輸出信號(D)、(J0)接第一存儲器(11)，組合器(17)的兩輸出信號(D)、(R0)接第二存儲器(12)，標(biāo)準(zhǔn)編碼器(15)的輸出信號(J)接記數(shù)器(16)，記數(shù)器(16)的輸出信號(J1)接組合器(17)的信號輸入端。
本發(fā)明中X_I表示數(shù)據(jù)X的第I位；是在數(shù)據(jù)X的從左向右第I位的位置。其中數(shù)據(jù)X的第0位在數(shù)據(jù)X的最左邊；第I位當(dāng)數(shù)據(jù)X是有符號數(shù)時，數(shù)據(jù)X的第0位為其符號位。
X_0＝1表示數(shù)據(jù)X為負(fù)數(shù)；X_0＝0表示數(shù)據(jù)X為正數(shù)。
X_D表示數(shù)據(jù)X的數(shù)值位，在數(shù)據(jù)X的符號位的右邊并緊靠符號位。
{X_a；X_b；X_c}表示按圖6方式組成的數(shù)據(jù)X。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為

本發(fā)明組合器(17)的輸出按以下方式IF({Ad_0；Bd_0；Cd_0}＝＝010 and Ad_D＞＝Cd_D)D＝{Ad_0；Bd_0；Cd_0；Cd_D}R0＝AdIF({Ad_0；Bd_0；Cd_0}＝＝010 and Ad_D＜Cd_D)D＝{Ad_0；Bd_0；Cd_0；Ad_D}R0＝CdIF({Ad_0；Bd_0；Cd_0}＝＝101 and Ad_D＞＝Cd_D)D＝{Ad_0；Bd_0；Cd_0；Cd_D}R0＝Ad
IF({Ad_0；Bd_0；Cd_0}＝＝101 and Ad_D＜Cd_D)D＝{Ad_0；Bd_0；Cd_0；Ad_D}R0＝CdIF({Ad_0；Bd_0；Cd_0}＝＝011 and Bd_D＞＝Cd_D)D＝{Ad_0；Bd_0；Cd_0；Cd_D}R0＝BdIF({Ad_0；Bd_0；Cd_0}＝＝011 and Bd_D＜Cd_D)D＝{Ad_0；Bd_0；Cd_0；Bd_D}R0＝CdIF({Ad_0；Bd_0；Cd_0}＝＝100 and Bd_D＞＝Cd_D)D＝{Ad_0；Bd_0；Cd_0；Cd_D}R0＝BdIF({Ad_0；Bd_0；Cd_0}＝＝100 and Bd_D＜Cd_D)D＝{Ad_0；Bd_0；Cd_0；Bd_D}R0＝CdIF({Ad_0；Bd_0；Cd_0}＝＝001 and Bd_D＞＝Ad_D)D＝{Ad_0；Bd_0；Cd_0；Ad_D}R0＝BdIF({Ad_0；Bd_0；Cd_0}＝＝001 and Bd_D＜Ad_D)D＝{Ad_0；Bd_0；Cd_0；Bd_D}R0＝AdIF({Ad_0；Bd_0；Cd_0}＝＝110 and Bd_D＞＝Ad_D)D＝{Ad_0；Bd_0；Cd_0；Ad_D}R0＝BdIF({Ad_0；Bd_0；Cd_0}＝＝110 and Bd_D＜Ad_D)D＝{Ad_0；Bd_0；Cd_0；Bd_D}R0＝Ad
本發(fā)明前面所描述的放大器1，放大器2，放大器3，AD轉(zhuǎn)換器4，AD轉(zhuǎn)換器5，AD轉(zhuǎn)換器6，組合器17，第一存儲器11，第二存儲器12，記數(shù)器16，標(biāo)準(zhǔn)編碼器15，記數(shù)器16的電路結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域普通人員所公知公用的，這不再重復(fù)描述其結(jié)構(gòu)原理。
權(quán)利要求
1.一種六傳感器式編碼器的存儲器寫入器，設(shè)有圓環(huán)式定子，其特征在于定子的內(nèi)側(cè)壁上、以定子的中心為圓心的同一圓周上，設(shè)置有六個磁性傳感器，相鄰的兩個傳感器之間的夾角為60°，定子內(nèi)腔的中軸線上設(shè)置有裹有護(hù)套的永久磁鐵，永久磁鐵的一端與聯(lián)軸器一端固定，聯(lián)軸器上固定有標(biāo)準(zhǔn)編碼器(15)；在像限位置上六個磁性傳感器等間距設(shè)置在同一圓周上，相鄰的兩個傳感器之間的夾角為60°，在同一直徑方向上的兩個磁性傳感器(211)、(214)的輸出信號(A1)、(A2)接差動放大器(1)，在同一直徑方向上的兩個磁性傳感器(213)、(216)的輸出信號(B1)、(B2)接差動放大器(2)，在同一直徑方向上的兩個磁性傳感器(212)、(215)的輸出信號(C1)、(C2)接差動放大器(3)，三個差動放大器(1)、(2)、(3)的三路放大器輸出信號(A0)、(B0)、(C0)分別接AD轉(zhuǎn)換器(4)、(5)、(6)，三個AD轉(zhuǎn)換器(4)、(5)、(6)的輸出信號(Ad)、(Bd)、(Cd)接組合器(17)，組合器(17)的兩輸出信號(D)、(J0)接第一存儲器(11)，組合器(17)的兩輸出信號(D)、(R0)接第二存儲器(12)，標(biāo)準(zhǔn)編碼器(15)的輸出信號(J)接記數(shù)器(16)，記數(shù)器(16)的輸出信號(J1)接組合器(17)的信號輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述六傳感器式編碼器的存儲器寫入器，其特征在于所說的聯(lián)軸器的另一端加工有扁平式卡口。
全文摘要
本發(fā)明屬于光電傳感技術(shù)領(lǐng)域，其技術(shù)特征是定子的內(nèi)側(cè)壁上、以定子的中心為圓心的同一圓周上，等間距設(shè)置有六個磁性傳感器，定子內(nèi)腔設(shè)有與永久磁鐵相連接的聯(lián)軸器，聯(lián)軸器上固定有標(biāo)準(zhǔn)編碼器，定子上的六個磁性傳感器的輸出信號接差動放大器，三個差動放大器輸出信號與一個AD轉(zhuǎn)換器連接，三個AD轉(zhuǎn)換器的輸出信號接組合器，組合器的輸出信號接第一存儲器及第二存儲器，標(biāo)準(zhǔn)編碼器的輸出信號接記數(shù)器，記數(shù)器的輸出信號接組合器的信號輸入端。
文檔編號G01D5/347GK1704731SQ200410024198
公開日2005年12月7日 申請日期2004年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月3日
發(fā)明者郝雙暉, 郝明暉 申請人:威海華控電工有限公司