[发明专利]一种具有断电记忆功能的多圈绝对值磁编码器及采集方法

说明书

本发明公开了一种具有断电记忆功能的多圈绝对值磁编码器，多圈绝对值磁编码器的旋转轴的末端设置有永磁体，多圈绝对值磁编码器的线路板上对应永磁体的位置处设置有检测永磁体转动角度的磁感应元件，磁感应元件的周围设置有断电后检测永磁体转动角度的角感应传感器组，角感应传感器组、磁感应元件分别连接在位于线路板上的读取并存储旋转轴旋转圈数的处理器上，线路板上设置有内部供电单元，内部供电单元分别连接处理器和角感应传感器组并为二者供电。本产品大大降低加工难度与生产成本，掉电不丢“圈数”，圈数值不受限制，智能数据读取与存储机制，保证电子模拟机械记录转动绝对值，便于协同数据采集装置实现低功耗运行，数据实时有效的保证。

技术领域

本发明涉及一种编码器，尤其涉及一种具有断电记忆功能的多圈绝对值磁编码器及采集方法。

背景技术

现有的磁编码器采用磁电式设计，通过磁感应器件并利用磁场的变化来产生和提供转子的绝对位置，利用磁器件代替了传统的码盘，弥补了光电编码器的一些缺陷，更具抗震、耐腐蚀、耐污染、性能可靠高、结构更简单。

根据断电后是否圈数清零，磁编码器可以分为增量磁编码器和绝对值磁编码器。绝对值磁编码器能够记忆设备的绝对位置、角度和圈数。即一旦位置、角度和圈数固定，任何时候编码器的指示值都唯一固定，包括停电后上电。增量型编码器则做不到这一点，一般增量型编码器输出两个A、B脉冲信号和一个Z(L)零位信号，A、B脉冲互差90°相位角，通过脉冲计数得知位置，角度和圈数不断增加，通过A、B脉冲信号超前或滞后得知正反转，停电后，必须从约定的基准重新开始计数。因此，增量型编码器测量位置、角度和圈数时，需要做后处理，重新接电要做“复零”操作。

绝对值磁编码器根据所记录的圈数可分为单圈绝对值磁编码器与多圈绝对值磁编码器。单圈绝对值磁编码器，当转动超过360°时，编码又回到原点，这样就不符合绝对编码唯一的原则，这样的编码器只能用于旋转范围360°以内的测量，称为单圈绝对值磁编码器。如果要测量旋转超过360°范围，就要用到多圈绝对值磁编码器。

国内运用钟表齿轮机械的原理，当中心齿轮旋转时，带动另一组齿轮(或多组齿轮)，在单圈编码的基础上再增加圈数的编码，以扩大编码器的测量范围，这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器，它同样是由机械位置确定编码，每个位置编码唯一不重复。

因此，多圈编码器另一个优点是由于测量范围大，实际使用往往富裕较多，这样在安装时不必要费劲找零点，将某一中间位置作为起始点就可以了，而大大简化了安装调试难度。多圈式绝对编码器在长度定位方面的优势明显，已经越来越多地应用于工控定位中。

而现在绝对值磁编码器产品中缺点是：机械结构记录圈数的产品，受齿轮组数的限制，具有旋转圈数的上限限制，而且造价很高，使用成本大；电子模拟机械的产品，断电后圈数记录清零，无法实现真正的多圈绝对值测量，如果要实现多圈绝对值的测量要求，则不能给编码器断电，达不到既能实现监测目的，又能满足节能降耗的要求。如果使用内部电池供电，由于要保持传感器随时记录旋转的度数，内部的微控制器单元、磁敏感芯片等电路会一直处于耗电状态，内部电池在外部电源断开后很快就耗掉，所以也很少有内部使用电池供电记录断电后旋转圈数的产品。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种具有断电记忆功能的多圈绝对值磁编码器及采集方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种具有断电记忆功能的多圈绝对值磁编码器，多圈绝对值磁编码器的旋转轴的末端设置有永磁体，多圈绝对值磁编码器的线路板上对应永磁体的位置处设置有检测永磁体转动角度的磁感应元件，磁感应元件的周围设置有断电后检测永磁体转动角度的角感应传感器组，角感应传感器组、磁感应元件分别连接在位于线路板上的读取并存储旋转轴旋转圈数的处理器上，线路板上设置有内部供电单元，内部供电单元分别连接处理器和角感应传感器组并为二者供电。

进一步地，磁感应元件为磁编码器芯片，角感应传感器组包括四个霍耳传感器，四个霍耳传感器呈十字形排列在磁编码器芯片的周围。