專利名稱：具有象區(qū)碼的圓光柵編碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種具有象區(qū)碼的圓光柵編碼器。
現(xiàn)有技術(shù)中的圓光柵編碼器上均設(shè)有一個環(huán)，上面刻有光柵，用以獲得計數(shù)脈沖(可稱為計數(shù)光柵環(huán)或甲環(huán))。同時，在此環(huán)之外還設(shè)有一條獲得零位置脈沖的光縫(可稱為零位光縫或乙環(huán))，用以輸出零位信號。在確定了編碼器的零點之后，該轉(zhuǎn)角傳感器即由角位移量測量進(jìn)入角位置測量。所以對于需測定角位置的設(shè)備，使用圓光柵編碼器時，首先需搜尋零點。但現(xiàn)有的各種圓光柵編碼器，在開機(jī)搜尋零點時，無法從編碼器上獲得搜尋零點最佳轉(zhuǎn)向的判斷依據(jù)。對于轉(zhuǎn)角范圍有限的設(shè)備，這一問題是十分突出的。為了在搜尋零點時不進(jìn)入超限角度區(qū)域內(nèi)，只能增設(shè)附加設(shè)備，如限位開關(guān)或測角電位器等。
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實用新型將提供一種具有象區(qū)碼的圓光柵編碼器，這種新的編碼器在提供零點信號的同時，還能提供出零點所處象位的信號，以利于判斷搜尋零點的最佳轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)角。
實現(xiàn)該發(fā)明目的的方案如下在現(xiàn)有圓光柵編碼器計數(shù)光柵環(huán)和零位光縫的基礎(chǔ)上，增設(shè)一組象區(qū)環(huán)，象區(qū)環(huán)的透光區(qū)與擋光區(qū)按象限區(qū)的位置設(shè)置，同時，增設(shè)與象區(qū)環(huán)對應(yīng)的光敏器件及后級電路。此外，游標(biāo)光光柵對于測定零位光縫和象區(qū)環(huán)位置碼信號，需刻成一個細(xì)長條光縫。所說的“一組象區(qū)環(huán)”可以是一個環(huán)、兩個環(huán)或更多的環(huán)。所說的“透光區(qū)與擋光區(qū)按象限區(qū)的位置設(shè)置”是指每個環(huán)可采用半環(huán)透光，半環(huán)擋光的圖形，采用兩個象區(qū)環(huán)時，兩環(huán)的透光區(qū)相差90°。按不同需要，象區(qū)環(huán)也可采用按90°間隔透光、擋光，或其它的象區(qū)分隔方法，例如對于轉(zhuǎn)角范圍為120°的設(shè)備，丙環(huán)應(yīng)采用透光扇形角為±120°，擋光扇形角為±60°。這一組象區(qū)環(huán)也可稱為丙環(huán)。增設(shè)的光敏器件、后級電路的原理和結(jié)構(gòu)，與甲環(huán)或乙環(huán)原有的光敏器件、后級電路相同。
本實用新型提供的編碼器采用了增設(shè)象區(qū)環(huán)的結(jié)構(gòu)，開機(jī)后即可得到轉(zhuǎn)軸初始所在位置的象區(qū)信號，即在獲得零點信號的同時就得知零點所處象位，據(jù)以判斷出搜尋零點的最佳轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)角。避免了原有技術(shù)無法直接解決搜尋零點時不進(jìn)入超限角度區(qū)域的問題，避免了增設(shè)附加設(shè)備造成的問題和費用。
現(xiàn)結(jié)合附圖與實施例作進(jìn)一步說明。


圖1為實施例1圓光盤結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為例1中后級電路圖。
實施例1，參照圖1具有象區(qū)碼的圓光柵編碼器，設(shè)有計數(shù)光柵環(huán)，即甲環(huán)1和零位光縫，其特征是還設(shè)有兩個象區(qū)環(huán)乙環(huán)2、丙環(huán)3，每個環(huán)采用半環(huán)透光，半環(huán)擋光的圖形，兩個象區(qū)環(huán)的透光區(qū)相差90°。同時，還設(shè)有與象區(qū)環(huán)對應(yīng)的光敏器件及后級電路。參照圖2當(dāng)圓光盤位于Ⅱ、Ⅲ區(qū)域時，丙環(huán)輸出低電平使乙環(huán)在Ⅱ、Ⅲ象區(qū)邊沿產(chǎn)生的脈沖不能通過與非門U1A,U1C產(chǎn)生零點脈沖，只有當(dāng)圓光盤處于Ⅰ、Ⅳ象區(qū)時，丙環(huán)輸出高電平允許乙環(huán)信號通過與非門，此時，當(dāng)圓光盤從Ⅰ→Ⅳ運動時，乙環(huán)產(chǎn)生正跳變脈沖，經(jīng)C1,D1微分后產(chǎn)生一個窄脈沖，經(jīng)U1A,U1D輸出零點脈沖信號，同理，當(dāng)圓光盤從Ⅳ→Ⅰ運動時，乙環(huán)產(chǎn)生負(fù)跳變脈沖，此信號經(jīng)與非門U1B反向后成正跳變，經(jīng)C2,D2微分后，由與非門U1C,U1D輸出零點脈沖信號。此外，游標(biāo)光柵對于測定零位光縫和象區(qū)環(huán)位置碼信號，刻成一個細(xì)長條光縫。開機(jī)后，對于ⅠⅡⅢⅣ四個象區(qū)的乙環(huán)和丙環(huán)的位置碼分別是01、00、10和11。乙環(huán)提供的位置信號的電平上跳變和下跳變均作為過零信號，為解決其單值性，需借助丙環(huán)的位置信號，丙環(huán)位置信號為1時，乙環(huán)的跳變信號才有效。
實施例2，與上例結(jié)構(gòu)基本相同，但丙環(huán)上除象區(qū)圖外，還刻有零點光縫。
權(quán)利要求1.一種具有象區(qū)碼的圓光柵編碼器，設(shè)有圓光柵編碼器計數(shù)光柵環(huán)和零位光縫，其特征是增設(shè)一組象區(qū)環(huán)，象區(qū)環(huán)的透光區(qū)與擋光區(qū)按象限區(qū)的位置設(shè)置，同時，增設(shè)與象區(qū)環(huán)對應(yīng)的光敏器件及后級電路。
2.按照權(quán)利要求1所述的具有象區(qū)碼的圓光柵編碼器，其特征是游標(biāo)光柵對于測定零位光縫和象區(qū)環(huán)位置碼信號，刻制成一個細(xì)長條光縫。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的具有象區(qū)碼的圓光柵編碼器，其特征是象區(qū)環(huán)有兩個環(huán)，每個環(huán)采用半環(huán)透光，半環(huán)擋光的圖形，兩環(huán)的透光區(qū)相差90°。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的具有象區(qū)碼的圓光柵編碼器，其特征是象區(qū)環(huán)采用按90°間隔透光、擋光。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的具有象區(qū)碼的圓光柵編碼器，其特征是象區(qū)環(huán)的透光扇形角為±120°，擋光扇形角為±60°。
專利摘要具有象區(qū)碼的圓光柵編碼器,設(shè)有圓光柵編碼器計數(shù)光柵環(huán)和零位光縫,其特征是:增設(shè)一組象區(qū)環(huán)、象區(qū)環(huán)的透光區(qū)與擋光區(qū)按象限區(qū)的位置設(shè)置,同時,增設(shè)與象區(qū)環(huán)對應(yīng)的光敏器件及后級電路。開機(jī)后即可得到轉(zhuǎn)軸初始所在位置的象區(qū)信號,即可以判斷出搜尋零點的最佳轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)角。避免了原有技術(shù)無法直接解決搜尋零點時不進(jìn)入超限角度區(qū)域的問題,避免了增設(shè)附加設(shè)備造成的問題和費用。
文檔編號G01D13/12GK2320984SQ9724301
公開日1999年5月26日 申請日期1997年12月5日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月5日
發(fā)明者徐之材, 姚騎均 申請人:中國科學(xué)院紫金山天文臺