[发明专利]旋转编码器

说明书

技术领域

本发明涉及旋转编码器。更为具体地，本发明涉及用于旋转编码器的节能机制。本发明还涉及对旋转编码器内的测量误差进行校正的方法。

背景技术

旋转编码器得到了广泛的应用，并且通常会成为机械系统稳定工作以及对其进行监视所需的大量部件之一。大型系统的仅一个部件的故障便可能导致整个系统出现故障。这不仅会导致不期望的系统停机，而且还会损坏除周围设备的编码器之外的系统部件，或者甚至造成人身伤害。从而，需要大型系统的部件在很长的时间周期以所要求的精度进行工作，且维护成本最小。还需要此类部件可在发生中断(例如，电力故障)时进行工作。

基于此原因，期望远离中央控制单元的部件包括一备用电源，该备用电源不依赖于来自该部件外部的能量传输。旋转编码器为通常需要邻近被监视的旋转轴的部件，因此，期望该旋转编码器包括一备用电源，例如，基于电池的备用电源。

为了不在使用可充电电池以及所需的相关电池充电模块上面花钱且延长基于电池的备用电源的使用寿命，期望旋转编码器以节能方式进行工作。

EP 1 617 180公开了可在被监视的旋转轴未转动时将其微处理器切换至节能状态的旋转编码器。该文献所公开的旋转编码器包括AMR或GMR传感器，该传感器可记录由连接至旋转轴并位于该传感器附近的磁体的旋转所产生的穿过该传感器的磁通量的变化。该旋转编码器还包括唤醒机构，该唤醒机构以一定方式利用位于磁体所产生的磁场内的两个簧片开关，促使该簧片开关在磁体被旋转时进行切换。使用该切换动作所产生的信号侧击(signalflank)来重新激活微处理器。然而，机械部件(例如，簧片开关)的使用会恶化编码器的平均无故障时间，因此是不理想的。

发明内容

根据本发明的一种实施方式，提供了用于对可经受最大加速度的旋转构件的旋转位置进行编码的旋转编码器。该旋转编码器包括一个或多个传感器及编码器电子设备。所述一个或多个传感器被设置为产生对在该构件的预定旋转位置范围内该构件的旋转位置进行明确的编码的信号，并进一步被设置为对该构件的旋转方向进行明确的编码。所述编码器电子设备包括用于将所述信号转换为代表该构件的旋转位置的另一信号的装置。所述电子设备的至少部分被设置为切换至节能状态，在该节能状态，所述装置在预定时间周期内不对所述信号进行操作。选择所述预定周期的持续时间，以使得可发生在该周期内的该构件的旋转位置的变化小于所述预定旋转位置范围的一半。

根据本发明的另一实施方式，提供一种旋转编码器，该旋转编码器包括磁体、AMR或GMR传感器以及评估装置，该AMR或GMR传感器被设置为产生两个信号，这两个信号对磁体在预定旋转位置范围内相对于传感器的旋转位置以及该磁体的旋转方向进行明确的编码；所述评估装置被设置为唯一地从所述信号获取单转和多转信息。所述编码器被设置为将其自身切换至节能状态一段预定时间周期，在该预定时间周期逝去之后，至少部分地将其自身重新激活，并将从所述信号获取的当前值与所存储的从所述信号获取的先前值进行比较。

由于所述编码器被设置为在预定时间周期之后对其自身进行重新激活，因此无需在编码器处于节能状态时对磁体的磁场进行监视。相反地，在编码器被重新激活之时，才注意在编码器处于节能状态期间磁体的转动。因此，本发明允许将编码器的大部分切换至节能状态，包括编码器所有的传感器。这在减少功耗方面是很有益的。

优选地，所述编码器被配置为与可经受最大加速度的旋转构件一起使用。选择所述预定周期的持续时间，以使得所述构件可能发生于该周期期间的旋转位置变化小于所述预定旋转位置范围的一半，更优选为小于所述预定旋转位置范围的四分之一。对于邻近AMR或GMR传感器的磁体的每一转，至少某些AMR或GMR传感器提供具有两个周期的正弦输出信号。如果使用此类传感器，则所述磁体的预定旋转位置范围为该磁体的半转。

更为优选地，仅将编码器的进行比较所需的部分从节能状态重新激活。这可包括传感器、用于对接收自传感器的信号进行数字化的装置以及微处理器的进行比较所需的部分。