[发明专利]复合型绝对值编码器

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合型绝对值编码器，尤其涉及一种具有磁电式绝对值编码单元与光电式增量编码单元的复合结构的绝对值编码器。

背景技术

在现有精密加工与自动化控制领域，对于位置的高精密测量与控制定位，包括旋转角度、速度及传动后移动的距离等的位置与速度的测量，都需要有高分辨率的绝对值编码器，尤其是分辨率需要达到千分之一度以上的要求(也即360000的圆周分割度，约2的19次方的19位以上的分割度分辨率要求)。例如精密加工中心的转台多角度精密定位、伺服电机与机器人手臂控制的高精度定位与速度控制、快速电梯轿厢的启动平稳与楼层定位、雷达与无线天线的转台高精度转角定位等等，高精度高分辨率的绝对值编码器是其控制精度的关键技术。现有的普通的光学式增量编码器，常规的光学式绝对值编码器、常规的磁电式绝对值编码器都有各自的缺点，无法达到19位以上绝对值信号高分辨率，或者由于工艺难度而非常的昂贵，从而限制了这类产品的工业广泛应用。如何获得较为经济的适合工业大量应用的19位以上的高分辨率绝对值编码器，以及如何便利地使用高分辨率绝对值编码器，是现代工业控制非常关键的技术。

现有的一种复合型绝对值编码器，参见图1，包括共用一转轴11的一磁电式绝对值编码单元、一光电式增量编码单元以及一编码电路板12。

所述磁电式绝对值编码单元于输出一绝对值信号，包括一设置于所述转轴11上的永磁铁131、一设置于所述永磁铁131下游的磁电传感器132和一与所述磁电传感器132电连接的绝对值编码器件，所述绝对编码器件设置于所述编码电路板12上。所述磁电式绝对值编码单元的编码原理为：所述绝对值编码器件利用记忆功能将所述永磁铁131的N(北)、S(南)极磁场分布图保存下来(记录为初始点，也叫零点)，当所述永磁铁131随着所述转轴11一起转动时，所述永磁铁131的N、S极磁场分布发生改变，所述磁电传感器132将检测到的磁场分布图传输给所述绝对值编码器件，所述绝对值编码器件将接收到的磁场分布图与初始点的磁场分布图做比较，得出两图之间的相对夹角，从而推算出所述转轴11当前的绝对位置，即输出所述绝对值信号。

所述光电式增量编码单元用于输出一正弦信号和一余弦信号，包括一光发射器141、一透镜144(图1中未示出，图4中示出)、一具有若干等宽等间距的第一狭缝的光栅146(图1中未示出，图4中示出)、一设置于所述转轴11上的码盘142、一组(两个)第一光电传感器143和一增量编码器件145，所述码盘142的外圈设有若干与所述第一狭缝相同的编码狭缝，所述光电式增量编码单元的编码原理为：所述光发射器141发射的光依次经过所述透镜144、所述光栅146和所述码盘142后传输至所述第一光电传感器143的输入端，当所述码盘142随着所述转轴11转动时，所述第一光电传感器143检测到的光通量发生变化，相应的输出所述正弦信号和所述余弦信号，并且所述正弦信号和所述余弦信号的峰峰值相同、周期相同。

所述编码电路板12获取所述绝对值信号和所述正余弦信号，并将二者组合成为一绝对值编码，每个绝对值编码对应的所述转轴11转动位置都是唯一确定的。

但是在所述复合型绝对值编码器的工作中，由于各种工作环境因素引起的非正常性变化，如光发射器随供电电压的波动或温度变化而光强度的变化、透镜、码盘的玻璃面受灰尘或油污的影响透过率下降、所述第一光电传感器随温度变化的灵敏度变化等等，均会导致所述光电式增量编码单元输出的正弦信号和余弦信号不稳定，影响所述复合型绝对值编码器的分辨率。

发明内容

为了解决现有技术中复合型绝对值编码器的分辨率易受环境因素影响输出不稳定的缺陷，提供一种高精度、具有稳定输出的复合型绝对值编码器。

本发明是通过下述技术方案解决上述技术问题的：

一种复合型绝对值编码器，包括共用一转轴的一磁电式绝对值编码单元和一光电式增量编码单元，所述磁电式绝对值编码单元用于输出一绝对值信号，所述光电式增量编码单元包括一光发射器、一透镜、一具有若干第一狭缝的光栅、一与所述转轴连接的码盘、一第一光电传感器和一增量编码器件，其特点是，

所述码盘包括一编码区和一全透光区，所述复合型绝对值编码器还包括一光电校准单元，所述光电校准单元包括：一透光部、一遮光部、一第二光电传感器和一调节电路，所述透光部和所述遮光部分别刻有若干与所述第一狭缝相同的第二狭缝和第三狭缝，且所述第二狭缝与所述第一狭缝对齐，所述第三狭缝与所述第一狭缝完全错开。