絕對式多碼盤光電軸角編碼器的製作方法

2023-07-17 20:42:01

專利名稱：絕對式多碼盤光電軸角編碼器的製作方法
技術領域：
本發明屬於自動化測量技術領域，涉及一種光電角位移測量裝置，是對絕對式光電軸角編碼器的改進。
已有技術是由一套光源、狹縫、接收器，一塊碼盤和被測軸系組成。當外界信息源驅動被測軸系旋轉，使碼盤對應讀數頭位置的代碼形式不斷變化，這樣由光源照明，經過一塊碼盤調製出被測軸系旋轉角位移信息的粗碼和精碼，既接收器接收這種代表碼盤位置的特定代碼。由於碼盤刻線周期受到一定限制，對於刻劃小於10μ以下的線周期、高質量的線由於受光學衍射的影響，已基本不可能了。因此，碼盤的刻劃解析度受到限制，不能滿足高解析度碼盤的要求。
本發明的目的是解決在一塊碼盤上刻劃精碼和粗碼所帶來的碼道的刻劃線周期小且受光學衍射效應的影響的問題，避開刻劃高解析度碼盤十分困難的問題。
本發明的具體內容是它包括光源1、碼盤2、狹縫3、接收器4、被測軸系5、整形電路6、編碼器殼體7，其特點是在被測軸系5和被動軸系8之間固定安裝有變速裝置9，在被動軸系8上固定安裝有碼盤10，在編碼器殼體7上和碼盤10的軸向方向的兩側分別相互對應放置光源11、狹縫12、接收器13，接收器13和接收器4的輸出端與整形電路6的輸入端連接，整形電路6的輸出端與校正電路14的輸入端連接。
本發明的工作過程當編碼器通電後，被測軸系5帶動碼盤2轉動並且通過變速裝置9驅動被動軸系8和碼盤10轉動，接收器4和接收器13接收碼盤2和碼盤10調製的光信號，光信號通過整形電路6和校止電路14用碼盤10的精代碼去校正碼盤2的粗代碼，從而形成等效為一塊高解析度碼盤對應角位移的特定代碼。碼盤2轉動一周碼盤10轉動1×N倍(N是變速裝置9的速比)，碼盤2輸出代碼為1×M倍(M是碼盤2的位數)，而碼盤10輸出為1×N×M倍的代碼。
本發明的積極效果它是採用兩個位數較低的粗碼盤，通過變速裝置機械耦合增速，把兩個碼盤組合等效為一個位數較高的碼盤，有效地避免了高解析度、高位數碼盤製作難的問題，用校正電路消除編碼器精碼和粗碼進位誤差，實現兩個碼盤的代碼連接，形成被測角位移完整的、封閉的絕對式連續代碼。用兩個粗碼盤做成一個高解析度的編碼器，使得高解析度編碼器簡便可行、裝調簡單、造價低廉。


圖1是本發明結構示意圖。
圖2是本發明兩碼盤碼道奇偶校正代碼分布圖。
具體實施例方式光源1和11選用TSUS3400(紅外發光二極體)BT101、BT211、BT201。接收器4和13選用BPW16N(矽光電三極體)3DU11、3DU54、3DU111。碼盤2和10採用兩個九位碼盤。變速裝置9採用模數為0.5，分度園分別為Ф20、Ф10的兩種齒輪。被測軸系5和被動軸系8採用四隻D100086軸承。狹縫3和12分別採用對應九位碼盤而採用單狹縫。整形電路6採用μA129、μA229、μA339。校正電路採用用單片機8031，80C31作奇偶校正。碼盤10相當於普通碼盤的精碼，碼盤2相當於普通碼盤的粗碼，碼盤碼道的設置和齒輪空回及機械、光學製造公差有關。奇偶校正原理如圖2所示，一般要求碼盤10轉二周，碼盤2轉一個碼，因此變速裝置增速比P等於2M、2-1，M為碼盤2的位數，N為碼盤10的位數，兩碼盤等效碼盤總位數為2M-1+N，組合解析度為360°/2M-1+N，B0是碼盤10的精碼，B1是碼盤10的校控碼，C是碼盤2的校正碼，Am和Am-1是碼盤2的粗碼。
權利要求
1.一種絕對式多碼盤光電軸角編碼器，它包括光源1、碼盤2、狹縫3、接收器4、被測軸系5、整形電路6、殼體7，其特徵在於在被測軸系5和被動軸系8之間固定安裝有變速裝置9，在被動軸系8上固定安裝有碼盤10，在殼體7上和碼盤10的軸向方向的兩側分別相互對應放置光源11、狹縫12、接收器13，整形電路6的輸入端分別與接收器13和接收器4的輸出端連接，整形電路6的輸出端與校正電路的輸出端連接。
全文摘要
本發明屬於自動化測量技術領域,涉及一種光電角位移測量裝置,是對絕對式光電軸角編碼器的改進。它是由兩套光源、碼盤、狹縫、接收器和一套被測軸系、被動軸系、變速裝置、整形電路、校正電路組成。它採用兩個位數較低的粗碼盤,通過變速裝置把兩個碼盤等效為一個位數較高的碼盤,有效地避免了高解析度、高位數碼盤製作難的問題。
文檔編號G01B21/22GK1183547SQ96111269
公開日1998年6月3日 申請日期1996年8月30日 優先權日1996年8月30日
發明者張葆, 王晶 申請人:中國科學院長春光學精密機械研究所