一種絕對式光電軸角編碼器信號自適應拾取電路的製作方法
2023-10-05 04:48:14
專利名稱：一種絕對式光電軸角編碼器信號自適應拾取電路的製作方法
技術領域：
本發明屬於光電傳感器技術領域中涉及的絕對式光電軸角編碼器信號的 自適應拾取電路。二、 背景技術絕對式光電軸角編碼器是測量角位移的光電測量器件，優點是具有固定 零點、掉電後重新上電數據不丟失、抗幹擾能力強與高可靠性等。不足之處是 輸出信號較多，調整相對繁瑣。絕對式光電軸角編碼器，由於受發光元件發散 角大、光柵副之間的間隙、發光與接收元件光電特性的匹配、機械裝調時發光 元件與接收元件位置偏離等因素的影響，其輸出的光電信號的大小不一致，甚 至差異很大，最大和最小有時相差10倍，當使用同一比較電壓時會引入測角誤 差。如果要獲得相同幅值的電壓信號，就要針對不同光的電信號選配不同阻 值的負載電阻，由於輸出信號的數量較多，可想而知是相當繁瑣的。而且每當 有發光、接收元件老化、損壞或光柵副和機械調整時，都要重新選配電阻。因 此，為了方便調整，通常都與一電位器相連。雖然電位器調節方法要比選配電 阻方法簡單容易，但也存在上述問題，即發光與接收元器件性能變化及機械調 整時，都要重新調節電位器的阻值，因此也比較麻煩。特別是當設備出廠後， 維護調試都更加不便，消耗大量的人力、物力、財力。編碼器信號拾取的電路有很多種，但都力求朝著調試簡單、維護方便、小 型化及智能自動(即自適應)方向發展。與本發明最為接近的已有技術，是中國科學院長春光學精密機械與物理研 究所開發的一種信號拾取電路，如附圖1所示。包括編碼器讀數頭l、機械電位器2、放大電路3、示波器4、信號整形及鎖存電路5、微控制器6。當編碼器轉動時，編碼器讀數頭l將光信號轉換成電流信號輸出至機械電 位器2，由機械電位器2將電流信號轉換成電壓信號(Vi)送入到放大電路3進 行放大，用示波器監視放大電路3的輸出信號Vo的幅值，並逐一調整各電位器 的阻值，使各路信號Vo的幅值相同，然後輸出給整形及鎖存電路5將信號整形 成TTL電平方波。由微控制器6控制整形、鎖存電路5鎖存編碼器各路信號並將 鎖存值讀入後進行數據處理。絕對式光電軸角編碼器，特別是高精度、高解析度的編碼器，由於位數多， 因此輸出的信號路數也多，所用的電位器也多。如我們研製某種型號的21位編碼器，粗碼12位，精、中精碼採用雙讀數頭，則至少要用電位器的個數12(粗碼)+8(中精碼)+8(精碼)=28個。因此，信號的調整比較耗時費力。另外機械式電位器採用電刷接觸，頻繁 調節會使其使用壽命及可靠性大大下降，它的外形尺寸也較大，佔據空間也大。 三、發明內容為了克服已有技術存在的缺陷，本發明的目的在於為了適應編碼器在現 場調試、維修快速、方便的要求，特設計了一種操作簡便的絕對式光電軸角編 碼器信號自適應拾取電路，替代了以往人工示波器、螺絲刀調整手段，為編碼 器信號拾取尋求到了一種新的途徑。本發明要解決的技術問題，提供一種絕對式光電軸角編碼器信號自適應 拾取電路。解決技術問題的技術方案如圖2所示。包括編碼器讀數頭7、數字電位器8、放大電路9、 A/D轉換器10、微控制器ll。編碼器讀數頭7的輸出與數字電 位器8的輸入相聯，數字電位器8的輸出與放大電路9的輸入相聯、放大電路9 的輸出與A/D轉換器10的輸入相聯、A/D轉換器10的輸出與微控制器11的輸入相 聯，微控制器11的的輸出與A/D轉換器10及數字電位器8的控制線相聯。當編碼器轉動時，編碼器讀數頭7將光信號轉換成電流信號輸出至數字電 位器8，由數字電位器8將電流信號轉換成電壓信號(Vi)送入放大電路9進行 放大，放大後的信號Vo輸出給A/D轉換器10，由微控制器 過A/D轉換值的大小判斷出Vo幅值大小，如果Vo幅值高於要求值，則微控制器 11控制調節數字電位器8減少其阻值，從而實現降低Vo幅值的目的，直至信號 Vo的幅值符和要求為止。反之亦然。本發明的積極效果該電路調試簡單、維護方便、尺寸小且能對編碼器信號實現智能自動拾取。四
圖l為己有技術的絕對式光電軸角編碼器信號拾取電路的方框結構示意圖，圖2為本發明的電路方框結構示意圖。五、 具體實施方案本發明按圖2所示的結構實施，其中編碼器讀數頭7採用美國Honeywell公司生產的SEP8505—003型發光管和 SDP8405-003光電三極體；數字電位器8採用XICOR公司生產的X9241型數字電位器； 放大電路9採用美國國家半導體公司生產的LM124型放大器； A/D轉換器10採用美國maxum公司生產的MAX155型A/D轉換器； 微控制器ll採用美國AD公司生產的Adu c812單片機。
權利要求
1、一種絕對式光電軸角編碼器信號自適應拾取電路，包括編碼器讀數頭、放大電路、微控制器；其特徵在於還包括數字電位器(8)、A/D轉換器(10)，編碼器讀數頭(7)的輸出與數字電位器(8)的輸入相聯，數字電位器(8)的輸出與放大電路(9)的輸入相聯、放大電路(9)的輸出與A/D轉換器(10)的輸入相聯、A/D轉換器(10)的輸出與微控制器(11)的輸入相聯，微控制器(11)的的輸出與A/D轉換器(10)及數字電位器(8)的控制線相聯。
全文摘要
一種絕對式光電軸角編碼器信號自適應拾取電路，屬於光電傳感器技術領域中涉及的信號的自適應拾取電路。要解決的技術問題，提供一種絕對式光電軸角編碼器信號自適應拾取電路。解決技術問題的技術方案包括編碼器讀數頭、數字電位器、放大電路、A/D轉換器、微控制器。編碼器讀數頭的輸出與數字電位器的輸入相聯，數字電位器的輸出與放大電路的輸入相聯、放大電路的輸出與A/D轉換器的輸入相聯、A/D轉換器的輸出與微控制器的輸入相聯，微控制器的的輸出與A/D轉換器及數字電位器的控制線相聯。該電路的優點是調試簡單、維護方便、尺寸小且能對編碼器信號實現智能自動拾取。
文檔編號G01D5/347GK101113915SQ20071005604
公開日2008年1月30日 申請日期2007年9月7日 優先權日2007年9月7日
發明者杜穎財, 梁立輝, 龍科慧 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所