[发明专利]增量式旋转编码器的正反置零偏差消除方法及计数方法

说明书

本发明提供了增量式旋转编码器的正反置零偏差消除方法、系统、增量式旋转编码器的计数方法以及计算机可读存储介质，可消除增量式旋转编码器在正反转时的置零偏差，输出精确的零位，在增量式旋转编码器应用于高精度控制的场合，该方法将有很广泛的应用，正反置零偏差消除方法，设置与Z相的相位相反的Z’相，通过Z相或Z’相的输出的上升沿判定计数器输出零位，用于消除正反置零偏差。

技术领域

本发明涉及增量式旋转编码器技术领域，具体涉及增量式旋转编码器的正反置零偏差消除方法、系统、增量式旋转编码器的计数方法以及计算机可读存储介质。

背景技术

增量式旋转编码器包含一个固定的壳体和一个可以相对壳体旋转的转轴，以及A相、B相和Z相三个输出信号，如图1。

当编码器的壳体1固定，转轴2相对壳体从图1中的位置1顺时针经过位置0(零位)旋转至位置2时，或者从位置2逆时针经过位置0(零位)，旋转至位置1时，其A相、B相和Z相的输出信号如图2。

目前市场上和编码器配套的角度计数器的读取原理，是计数A相或B相输出的上升沿或下降沿数量来获取转轴的旋转角度；判断A相或B相各边沿时刻A相或B相的电平的高低来获取转轴的旋转方向为顺时针或逆时针；判断A相或B相各边沿时刻Z相的电平的高低来获取编码器的零位。见图2，以计数A相上升沿为例，定义顺时针转角为正，逆时针转角为负，其计数判断流程如图3，用↑表示上升沿，H表示高电平，L表示低电平，表1给出了计数方式的逻辑真值表。

A相	B相	Z相	计数器结果
↑	H或L	H	置零
↑	L	L	+1
↑	H	L	-1

表1

图2、图3及表1可知，以A相上升沿为例，当编码器的转轴单向旋转时，编码器的零位输出是精确的；而当转轴以顺时针(正向)或逆时针(反向)分别通过编码器零位时，两者输出的零位是不重合的，存在一个正反置零偏差，见图4所示。

该偏差属于系统误差，其原因是编码器的Z相输出的高电平也有一定的宽度，该宽度对于不同品牌和型号的编码器来说并非一个精确稳定的值，且产品手册中通常也不会标明该宽度的精确值。