本發(fā)明涉及一種位置和/或運(yùn)動的測量裝置，尤其涉及電機(jī)的轉(zhuǎn)子的位置和/或運(yùn)動的測量裝置。

背景技術(shù)：

電梯升降機(jī)中均安裝有電機(jī)，為了調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，有必要擁有有關(guān)轉(zhuǎn)子的磁極位置的信息。另外,為了調(diào)整電機(jī)的運(yùn)動，需要有關(guān)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的反饋。

轉(zhuǎn)子的磁極位置傳統(tǒng)上通過像旋轉(zhuǎn)變壓器（resolver）那樣、測量位置數(shù)據(jù)的絕對傳感器來檢測。旋轉(zhuǎn)變壓器的測量精度相當(dāng)?shù)?。此外，像其它絕對傳感器那樣的旋轉(zhuǎn)變壓器一般必須安裝在電動機(jī)的主軸上，由于電動機(jī)的結(jié)構(gòu)，這可能是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。安裝在主軸上的絕對傳感器也可能使電動機(jī)的軸長增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種測量裝置，使用特定定柵、動?xùn)烹娙蓠詈闲盘?，通過信號處理電路讀取轉(zhuǎn)子位置和/或運(yùn)動數(shù)據(jù)；該測量裝置測量精度高，且可以靈活布置在電機(jī)中希望的地方；本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種測量裝置，用于測量電梯升降機(jī)的電機(jī)的轉(zhuǎn)子的位置和/或運(yùn)動，其主要改進(jìn)之處在于，包括：動?xùn)?、定柵、信號處理電路?/p>

所述動?xùn)虐惭b在電梯升降機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分上，以便將動?xùn)叛b配成圍繞轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)子同軸旋轉(zhuǎn)；

所述定柵安裝在電梯升降機(jī)的靜態(tài)部分上，定柵與動?xùn)诺臇琶嫱S相對而設(shè)，平行安裝，定柵與動?xùn)胖g具有間隙且能夠?qū)崿F(xiàn)信號耦合；

所述信號處理電路用于對定柵因定柵與動?xùn)胖g耦合而得的信號進(jìn)行處理。

進(jìn)一步地，定柵包括發(fā)射極、定柵屏蔽極、接收極；接收極位于定柵柵面中間部位，多個發(fā)射極均勻設(shè)置在圍繞接收極一圈的環(huán)形區(qū)域上，各發(fā)射極之間相互絕緣；定柵屏蔽極位于發(fā)射極與接收極之間的一個環(huán)形區(qū)域上，避免發(fā)射極與接收極直接耦合；

動?xùn)虐▌訓(xùn)牌帘螛O和反射極；反射極為動?xùn)艝琶嫔蠌闹虚g區(qū)域向外延伸的各個電極片，各反射極電極片相互絕緣，各反射極電極片周向均勻間隔設(shè)置；相鄰反射極電極片之間設(shè)置動?xùn)牌帘螛O，各動?xùn)牌帘螛O的外側(cè)連接在一起；反射極與動?xùn)牌帘螛O間相互絕緣。

定柵的發(fā)射極加載頻率和相位按照周期性變化的激勵電壓信號，動?xùn)诺姆瓷錁O與定柵發(fā)射極電容耦合產(chǎn)生相同頻率和相位的感應(yīng)電壓信號；

動?xùn)诺姆瓷錁O與定柵的接收極電容耦合，由此，動?xùn)诺姆瓷錁O分別與定柵發(fā)射極、接收極電容耦合，在定柵接收極上形成疊加信號；該疊加信號送至信號處理電路進(jìn)行處理。

更進(jìn)一步地，定柵上的發(fā)射極按組編排，連續(xù)排列的n個發(fā)射極為一組，n為大于1的偶數(shù)；對每組發(fā)射極進(jìn)行編號，各組中編號相同的發(fā)射極連接同一個激勵電壓信號；

每一組發(fā)射極中，前n/2個連續(xù)排列的發(fā)射極對應(yīng)動?xùn)派系囊粋€反射極。

進(jìn)一步地，定柵安裝在電梯升降機(jī)電機(jī)的定子上，或者安裝在定子的安裝框架上。

進(jìn)一步地，動?xùn)虐惭b在電梯升降機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)子端面上，與轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：該測量裝置基于非接觸式測量，測量時摩擦力可以減小到最小，不會因?yàn)闇y量部件的表面磨損導(dǎo)致測量精度下降；結(jié)構(gòu)簡單，信號線可以全部從定柵上引出，作為運(yùn)動部件的動?xùn)趴梢詻]有引線，設(shè)計方便；配用集成電路，幾乎無數(shù)據(jù)傳送誤差，數(shù)據(jù)更新速率高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成示意圖。

圖2a為本發(fā)明的定柵示意圖。

圖2b為本發(fā)明的動?xùn)攀疽鈭D。

圖3為本發(fā)明相關(guān)的電驅(qū)動器原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1為安裝有本發(fā)明測量裝置的電梯升降機(jī)的側(cè)視圖，測量裝置裝配在其中，用于測量電梯升降機(jī)的電機(jī)2的轉(zhuǎn)子3的位置和/或運(yùn)動；

圖2a顯示了在前視圖中看到的包含在測量裝置中的定柵8；

圖2b顯示了在前視圖中看到的包含在測量裝置中的動?xùn)?；

定柵8可安裝在電機(jī)2的定子5上，或者安裝在定子5的安裝框架9上（通過安裝框架9上連接的支撐臂安裝，圖1中未畫出）；動?xùn)?可安裝在如圖1中所示電梯升降機(jī)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子3端面上，或者，根據(jù)需要在轉(zhuǎn)子3上連接一個與轉(zhuǎn)子3同軸旋轉(zhuǎn)的獨(dú)立安裝部件，動?xùn)?可安裝在該獨(dú)立安裝部件的端面上；動?xùn)?圍繞轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)軸7，與轉(zhuǎn)子3同軸旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)子3周面上設(shè)有驅(qū)動滑輪6；

定柵8與動?xùn)?的柵面同軸相對而設(shè)，平行安裝，控制定柵8與動?xùn)?之間的間隙，以便兩者能夠?qū)崿F(xiàn)信號耦合；

如圖2a所示，定柵8為精密加工的pcb板，包括發(fā)射極801、定柵屏蔽極802、接收極803；發(fā)射極801、定柵屏蔽極802、接收極803都是pcb板的板面上加工形成的銅片（銅箔）；接收極803位于定柵8柵面中間部位，其可以是一塊環(huán)形片，多個發(fā)射極801設(shè)置在圍繞接收極803一圈的環(huán)形區(qū)域上，各發(fā)射極801之間相互絕緣；定柵屏蔽極802位于發(fā)射極801與接收極803之間的一個環(huán)形區(qū)域上，避免發(fā)射極801與接收極803直接耦合；

如圖2b所示，動?xùn)?也是精密加工的pcb板，包括動?xùn)牌帘螛O401和反射極402；動?xùn)牌帘螛O401和反射極402都是pcb板的板面上的銅片（銅箔）；動?xùn)?包括動?xùn)牌帘螛O401和反射極402；反射極402為動?xùn)?柵面上從中間區(qū)域向外延伸的各個電極片，各反射極402電極片相互絕緣，各反射極402電極片周向均勻間隔設(shè)置；相鄰反射極402電極片之間設(shè)置動?xùn)牌帘螛O401，各動?xùn)牌帘螛O401的外側(cè)連接在一起；反射極402與動?xùn)牌帘螛O401間相互絕緣；更優(yōu)地，反射極402與動?xùn)牌帘螛O401寬度一致；

定柵8的發(fā)射極801加載頻率和相位按照周期性變化的激勵電壓信號，動?xùn)?的反射極402與定柵發(fā)射極801電容耦合產(chǎn)生相同頻率和相位的感應(yīng)電壓信號，定柵屏蔽極802避免發(fā)射極801與接收極803直接電容耦合；

動?xùn)?的反射極402與定柵的接收極803電容耦合，由此，動?xùn)?的反射極402分別與定柵8發(fā)射極801、接收極803電容耦合，在定柵8接收極803上形成疊加信號；該疊加信號送至信號處理電路13進(jìn)行解調(diào)、放大、整形、鑒相、計數(shù)、寄存、運(yùn)算等，最終輸出信號。

定柵8的發(fā)射極801的極距按設(shè)計要求可變，例如，定柵8上可設(shè)有48個發(fā)射極801，每4個連續(xù)排列的發(fā)射極801對應(yīng)動?xùn)?上的一個反射極402；

定柵8上每8個連續(xù)排列的發(fā)射極801為一組，共計6組，對每組的發(fā)射極801進(jìn)行編號，比如每一組的8個發(fā)射極編號為a、b、c、d、e、f、g、h；各組中相同編號的發(fā)射極連接同一激勵電壓信號，比如各組中編號為a的發(fā)射極連接第一個激勵電壓信號，編號為b的發(fā)射極連接第二個激勵電壓信號，以此類推；每組發(fā)射極801中的前4個連續(xù)排列的發(fā)射極801對應(yīng)動?xùn)?上的一個反射極402；運(yùn)行時，動?xùn)?與定柵8兩塊印刷電路板的柵面平行同軸相對，距離在0.1mm左右。

信號處理電路13可采用集成電路芯片，以及合適的外圍元件組成；可以安裝于安裝框架9上，動?xùn)?、定柵電容耦合信號?shù)據(jù)，與動?xùn)?、定柵8的位移有一一對應(yīng)關(guān)系，調(diào)相信號為周期信號，動?xùn)?與定柵8每相對位移一組發(fā)射極的寬度，調(diào)相信號變化一個周期，依次可以鑒定相位變化，從而信號處理電路13可以計算出動?xùn)?與定柵8的相對位移，結(jié)合可逆計數(shù)器記錄輸出信號變化周期數(shù)，進(jìn)而計算出轉(zhuǎn)子3相對定子5的位移。

圖3為電梯升降機(jī)的電驅(qū)動器15，包含電機(jī)2和變頻器16；變頻器16包含整流器24和逆變器23，它包含將來自交流電源25的電力供應(yīng)給同步電動機(jī)2的電子開關(guān)。整流器24整流來自交流電源25的恒頻交流電壓，產(chǎn)生到變頻器16的直流電壓中間電路的直流電壓；逆變器23將直流電壓中間電路的直流電壓重新轉(zhuǎn)換成控制同步電動機(jī)2的變幅和變頻電源電壓。裝配在電機(jī)2中的是測量電機(jī)的轉(zhuǎn)子的位置和/或運(yùn)動的測量裝置。信號連接線12設(shè)置在定柵8與信號處理電路13之間，數(shù)據(jù)傳送連接線17設(shè)置在信號處理電路13和變頻器16的控制器26之間；使指示電機(jī)2的轉(zhuǎn)子的位置和/或運(yùn)動的數(shù)據(jù)可以傳遞給變頻器16。

定柵8輸出代表電機(jī)2的轉(zhuǎn)子3的位置和/或運(yùn)動的數(shù)據(jù)14，信號處理電路13將代表電機(jī)2的轉(zhuǎn)子3的位置和/或運(yùn)動的數(shù)據(jù)14轉(zhuǎn)換成變頻器16的控制器26可理解的形式，并發(fā)送給控制器26。所述轉(zhuǎn)子位置和/或運(yùn)動數(shù)據(jù)14用于變頻器16的轉(zhuǎn)矩控制和速度控制。