專利名稱：兩個(gè)不同周期測(cè)量傳感器組合成絕對(duì)式角度編碼器的原理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于絕對(duì)式編碼器(空間位置固定地對(duì)應(yīng)一個(gè)測(cè)量值，一個(gè)測(cè)量值只對(duì)應(yīng) 一個(gè)位置)技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用于幾何量的長(zhǎng)度和角度測(cè)量的絕對(duì)編碼部件的設(shè)計(jì)制造。
背景技術(shù)：
目前，利用粗精組合原理制造的絕對(duì)式角度編碼器在各種儀器和設(shè)備上有著廣泛 的應(yīng)用，絕對(duì)式角度編碼器實(shí)現(xiàn)方法很多，制造出的高分辨力的絕對(duì)式角度編碼器主要代 表是德國HANDHAN公司生產(chǎn)的多碼道的光電絕對(duì)式角度編碼器和美國CARCO公司生產(chǎn)的粗 精組合式感應(yīng)同步器。后一種為電磁角度傳感器。為了使感應(yīng)同步器具有大量程絕對(duì)角度編碼和高分辨力，通常需要有兩個(gè)相對(duì)獨(dú) 立的電磁角度傳感同時(shí)使用。以電磁角度傳感器為例，測(cè)量范圍絕大多數(shù)是360°，由于分 辨力與測(cè)量范圍成反比，所以，要將360°等分為N個(gè)小區(qū)域，精傳感器(分辨力較高的一 個(gè))可以測(cè)量出小區(qū)域內(nèi)的角度值，超出這個(gè)小區(qū)域，進(jìn)入下一個(gè)區(qū)域，則測(cè)量值為周期函 數(shù)，共有N個(gè)周期。為了實(shí)現(xiàn)360°范圍內(nèi)絕對(duì)編碼，則需另加一個(gè)角度傳感器來測(cè)量出是 哪一個(gè)區(qū)間，一般可選用精度較低的傳感器，稱為粗傳感器，通過計(jì)算，即可得到絕對(duì)編碼。以絕對(duì)式編碼的圓感應(yīng)同步器測(cè)角系統(tǒng)為例，現(xiàn)有兩種類型，其一是N個(gè)周期的 角度傳感器和(N-I)個(gè)周期的角度傳感器組合，其二是N個(gè)周期和1個(gè)周期的角度傳感器 組合，第一類是兩個(gè)結(jié)構(gòu)相似周期差一個(gè)的組合，第二類是采用平面阿基米德螺線形的激 磁線圈和接收線圈制造一個(gè)平面360°對(duì)應(yīng)1個(gè)周期的角度傳感器，此傳感器與N個(gè)周期的 角度傳感器組合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明給出了不同于N個(gè)周期與(N-I)個(gè)周期、N個(gè)周期與1個(gè)周期傳感器的組 合，而是N個(gè)周期與M個(gè)周期傳感器的組合的設(shè)計(jì)原則，即N和M沒有公約數(shù)就可組合成絕 對(duì)式編碼器。為絕對(duì)式編碼器的制造增加途徑。要解決的技術(shù)問題1、給出形成絕對(duì)編碼的實(shí)用方法。2、理論上證明N和M沒有公約數(shù)即可實(shí)現(xiàn)絕對(duì)式編碼。技術(shù)方案首先，舉一個(gè)簡(jiǎn)單的360°角度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)的例子。在此測(cè)量?jī)x上有兩個(gè)角位置 傳感器，可以得到兩個(gè)帶有角位置信息的電信號(hào)，經(jīng)硬件和軟件的處理，我們可以得到兩個(gè) 自變量為角度θ的周期函數(shù)為
72 =MS_ MA2θ GO-IkAMMN = 8，i e (1,2,M = 3，j e (1,2, N)，S = 360，Al = 4000 Μ)，S = 360，Α2 = 1600函數(shù)圖像參看

圖1。函數(shù)1將360° (測(cè)量區(qū)域)等分為8個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域內(nèi)為實(shí)際位置的直線遞增 函數(shù)，可以得到4000個(gè)等差函數(shù)值，在360°內(nèi)的36000個(gè)不同位置對(duì)應(yīng)著36000個(gè)函數(shù) 值，所以，可以得到0.01°的測(cè)量分辨力。問題是根據(jù)已知的函數(shù)值Yl不可能確定此函 數(shù)值對(duì)應(yīng)的位置屬于8個(gè)區(qū)域中的哪一個(gè)區(qū)域，為此，需要加入函數(shù)值Y2，一起考慮，才能 確定Yl對(duì)應(yīng)的位置屬于哪一個(gè)區(qū)域。首先，從Yl = 0對(duì)應(yīng)的8個(gè)位置入手，參看圖2可得表1Yl00000000Υ20600120020080014004001000θ0°45°90°135°180°225°270°315°表 1如果Yl和Y2是表內(nèi)的數(shù)值時(shí)，我們馬上可以知道θ的數(shù)值。當(dāng)Yl和Υ2不是表 內(nèi)的數(shù)值時(shí)，設(shè)想如果將實(shí)際位置左移，使Yl的數(shù)值減小到0時(shí)，Υ2也要根據(jù)函數(shù)關(guān)系變 化，可得到新的數(shù)值，再根據(jù)表1內(nèi)的數(shù)據(jù)即可確定原來的實(shí)際位置屬于哪個(gè)區(qū)域，舉兩個(gè) 例子說明計(jì)算方法。例1 :Υ1 = 2000，Y2 = 900，參看圖2中θ 1所在的位置，當(dāng)θ 1左移到使Yf = 0的θ f時(shí)，應(yīng)有Y 2* = 900 - 600 χ 2000 二 6004000由表1可知θ f = 45°，于是，ΘΙ = 9V + ^-χ 45 ° = 67 .5° 4000例2 =Yl = 3000, Y2 = 250，參看圖-I中θ 2所在的位置，當(dāng)θ 2左移到使Yf = 0的θ 2*時(shí)，應(yīng)有7 2* = 250 - 6°° χ 3000 + 1600 = 14004000上式中加上1600的理由很簡(jiǎn)單，在此略去。由表1可知θ 2* = 225°，于是，Θ2 = Θ2' + 600 χ 45 ° = 231 .75 ° 4000
以上是理想狀態(tài)，在實(shí)際情況中Yl和Υ2的數(shù)值都有-定的微小誤差，可以將表-1 中的Υ2只換成小區(qū)間，即可變?yōu)椴炜处?*屬于哪個(gè)小區(qū)間，從而得到Θ*。參看表2，當(dāng)Υ2* 不屬于表2中所有小區(qū)間時(shí)，說明Yl和Υ2的數(shù)值的誤差太大，應(yīng)該進(jìn)行出錯(cuò)處理。
權(quán)利要求
1.除了 1個(gè)周期與N個(gè)周期的角度傳感器的組合、N士 1個(gè)周期與N個(gè)周期的角度傳感 器的組合外，M與N互質(zhì)時(shí)，利用M個(gè)周期與N個(gè)周期的角度傳感器的組合制造絕對(duì)式角度 編碼器的技術(shù)途徑。
全文摘要
本發(fā)明屬于絕對(duì)式編碼器技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用于幾何量的長(zhǎng)度和角度測(cè)量的絕對(duì)編碼部件的設(shè)計(jì)制造。為了制造出絕對(duì)式編碼器，一個(gè)實(shí)用的方法是利用兩個(gè)不同周期的傳感器進(jìn)行組合。本發(fā)明給出了N個(gè)周期與M個(gè)周期傳感器的組合原則和絕對(duì)式編碼的計(jì)算方法。為絕對(duì)式編碼器的制造增加途徑。組合原則是兩個(gè)不同周期的傳感器進(jìn)行組合的充分必要條件是N和M沒有公約數(shù)。
文檔編號(hào)G01D5/12GK102042839SQ201010257060
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:葛幸華