[发明专利]一种绝对位置位移传感器光栅绝对位置编码及译码方法

权利要求书

1.一种绝对位置位移传感器光栅绝对位置编码及译码方法，其特征在于，包括下述步骤：

将绝对位置编码的光栅分为N条码道，第一条为绝对码道，其余N-1条码道为等距增量码道，N为大于或等于2的整数；

所述绝对码道包括格雷码区、区间码区和过区间码区，其中格雷码区长度大于0，所述区间码区和过区间码区长度大于或等于0；所述格雷码区位于绝对码道的内侧或下侧，由多位格雷码的编码位相对于增量码道刻线纵向排列；

所述增量码道刻线数量与格雷码数量整数倍相等，等距增量刻线宽度等于格雷码长度整数倍等分；所述等距增量码道在N=2时，包括一条低位等距增量码道；所述等距增量码道在N＞2时包括有均匀间隔分布的低位等距增量码道和高位等距增量码道；

所述低位等距增量码道刻线数等于格雷码数量，每个低位等距增量码道刻线宽度等于格雷码宽度的一半，即每个格雷码对应一个完整低位等距增量码道刻线循环单元；

所述高位等距增量码道刻线数根据需要，设置为低位等距增量码道刻线数的M倍，M为大于等于2的整数，即每个低位等距增量码道刻线循环单元对应相应完整整数倍的高位等距增量刻码道线循环单元；

光栅绝对码道编码区域透光或反射光到光电元件时对应编码为“1”，不透光或不反射光到光电元件时对应编码为“0”；

译码时通过FPGA芯片对各个码道读取的位置数据进行整合。

2.根据权利要求1所述绝对位置位移传感器光栅绝对位置编码及译码方法，其特征在于，所述绝对码道还包括奇偶位跨区识别码区，所述奇偶位跨区识别码区为1位“0”和“1”等距间隔编码，位于格雷码区内侧或下侧；奇偶位跨区识别码选择位于从奇数位格雷码跨向偶数位格雷码之间编码为“0”，位于从偶数位格雷码跨向奇数位格雷码之间编码则为“1”；或选择位于从奇数位格雷码跨向偶数位格雷码之间编码为“1”，位于从偶数位格雷码跨向奇数位格雷码之间编码则为“0”；奇偶位跨区识别码长度为一个格雷码长度，宽度为1位格雷码编码宽度；当奇偶位跨区识别码选择位于从奇数位格雷码跨向偶数位格雷码之间编码为“0”时，奇偶位跨区识别码起始位置与奇数位格雷码中线位置纵向对齐，奇偶位跨区识别码终止位置与偶数位格雷码中线位置纵向对齐。

3.根据权利要求1或2所述绝对位置位移传感器光栅绝对位置编码及译码方法，其特征在于，所述绝对码道的格雷码区为10位格雷码编码；对于较小直径的圆光栅，格雷码区包含1024个10位格雷码编码，格雷码从左至右编码顺序为0-1023；对于较大直径的圆光栅，依据圆光栅直径，格雷码区设置包含二进制倍数的10位格雷码编码循环单元，每个完整的格雷码编码循环单元包含1024个10位格雷码编码，格雷码从左至右编码顺序为0-1023，格雷码编码循环单元按相同的格雷码编码排列顺序进行循环；

对于直线光栅，每个格雷码长度0.25mm，每个完整的格雷码编码循环单元包含1024个10位格雷码编码，格雷码编码循环单元按相同的格雷码编码排列顺序进行循环，一个完整循环单元长度为256mm；

格雷码编码循环单元中的每个10位格雷码编码与相邻的10位格雷码编码之间只有一位格雷码编码的差别；且格雷码编码循环单元中的第一个10位格雷码编码与最后一个10位格雷码编码之间也只有一位格雷码编码的差别。

4.根据权利要求1所述绝对位置位移传感器光栅绝对位置编码及译码方法，其特征在于，当区间码区长度不为0时，所述区间码区位于格雷码区外侧或上侧，当需要进行较大直径圆光栅或较长长度直线光栅编码时，区间码设为2-8位，区间码最多为256个，此时如直线光栅绝对码道的编码长度最多为65536mm；当需要进行更长长度的编码时，设置成8位以上的区间码；设定位数区间码的编码位相对于增量码道刻线纵向排列；单个区间码长度比一个完整格雷码编码循环单元长度短一个格雷码长度，相邻两个区间码间隔1个倍格雷码长度距离；单个区间码起始位置与格雷码编码循环单元第一个格雷码中线位置纵向对齐，区间码终止位置与格雷码编码循环单元最后一个格雷码中线位置纵向对齐。