[实用新型]绝对式电容编码器

说明书

技术领域

本实用新型涉及编码器技术领域，特别是涉及一种绝对式电容编码器。

背景技术

旋转编码器作为一种位置和速度的检测元件，广泛应用于数控机床、工业机器人、医疗设备、新能源及航空航天等测量和控制领域。目前，旋转编码器市场几乎被光电式和电磁式编码器垄断。其中，光电式编码器由于技术成熟和精度高，应用最为广泛，但是因为有光学器件，其抗震性差，对尘埃和结露环境敏感，对工作环境要求高。电磁式编码器能工作在比较恶劣的环境下，但是因为对电磁干扰敏感，很难实现高精度测量。此外，高精度的光电式和电磁式编码器都比较昂贵，一般都只用于高端场合。

相对比于光电式和电磁式编码器，设计良好的电容式旋转编码器，不仅可适应震动、灰尘、高湿度等恶劣环境，具备高精度、高分辨率、高可靠性和动态特性好等优点，其应用前景可观。

实用新型内容

基于此，本实用新型提供一种测量精度高、可靠性强、结构简单的绝对式电容编码器。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种绝对式电容编码器，包括一静盘、相对于所述静盘设置的动盘、及连接所述静盘的处理电路；所述静盘朝向所述动盘的一面上设有粗分发射环及细分发射环，所述粗分发射环、所述细分发射环与所述静盘同圆心设置；所述粗分发射环靠近所述静盘的圆心，所述细分发射环远离所述静盘的圆心；所述粗分发射环的环体相对内外两侧分别具有一粗分内接收环与粗分外接收环，所述粗分发射环的环体上设置有沿其径向排列的若干粗分激励极；所述细分发射环的环体相对内外两侧分别具有一细分内接收环与细分外接收环，所述细分发射环的环体上设置有沿其径向排列的若干细分激励极；所述动盘朝向所述静盘的一面上分别印刷有若干连续的多个重复图案，所述重复图案分别构成了粗分图案及细分图案；所述粗分图案的内外两侧分别设有一粗分内反射区及粗分内反射区，所述细分图案的内外两侧分别设有一细分内反射区及细分外反射区；所述处理电路包括分别连接于所述静盘上的载波驱动与信号采集模块、连接所述信号采集模块的信号过滤模块、及连接所述信号过滤模块的芯片模块，所述芯片模块还连接所述载波驱动，所述芯片模块用于产生激励信号。

上述绝对式电容编码器，基于电信号层面，无需其他特殊功能器材或者元器件，不易受灰尘、潮气等环境因素的干扰，提高了测量出精确度，也大大地降低了该绝对式电容编码器的安装门槛，拓宽了使用场合。

在其中一个实施例中，所述静盘与所述动盘同轴心设置，所述动盘位于所述静盘的正上方。

在其中一个实施例中，所述粗分激励极、所述细分激励极均以每连续的四个激励极作为一个周期。

在其中一个实施例中，所述粗分内接收环位于所述粗分发射环的环体内侧，所述粗分外接收环位于所述粗分发射环的环体外侧。

在其中一个实施例中，所述细分内接收环位于所述细分发射环的环体内侧，所述细分外接收环位于所述细分发射环的环体外侧。

在其中一个实施例中，所述粗分内反射区与所述粗分外反射区的形状互补，所述细分内反射区与所述细分外反射区的形状互补。

在其中一个实施例中，所述芯片模块产生四路时延为1/4周期的方波信号。

在其中一个实施例中，所述信号采集模块内具有第一差分放大器及第二差分放大器。

在其中一个实施例中，所述芯片模块内具有ADC单元、解调单元、数字低通滤波单元、补偿单元及cordic单元。

附图说明

图1为本实用新型一较佳实施方式的绝对式电容编码器的静盘与动盘的结构示意图；

图2为图1所示的圆圈A的放大示意图；

图3为图1所示的绝对式电容编码器的静盘与处理电路的连接示意图；

附图标注说明：

10-静盘，20-粗分发射环，21-粗分内接收环，22-粗分外接收环，23-粗分激励极，30-细分发射环，31-细分内接收环，32-细分外接收环，33-细分激励极，40-第一屏蔽区，50-动盘，60-粗分图案，61-粗分内反射区，62-粗分外反射区，70-细分图案，71-细分内反射区，72-细分外反射区，81-载波驱动，82-信号采集模块，83-信号过滤模块，84-芯片模块。

具体实施方式