专利名称：多转式绝对编码器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于自动化领域测量旋转角度、直线位移、转速等物理量的传感器件，特别是涉及一种多转式绝对编码器。
背景技术：
目前的多转式绝对编码器都是多片码盘结构，例如中国专利号ZL90107279，公告号CN1020956C，公告日是1993年5月26日，名称为“绝对式轴角编码器设计方法及编码器”，其特点是第一片码盘旋转一整周，到达进/退位置时，第二片码盘要向前/向后跳动一码位，驱动码盘跳动的机构不仅复杂而且脆弱，是这类绝对编码器故障的根源.驱动码盘跳动的力矩比较大，限制了这种编码器的应用范围。
发明内容
本发明克服了现有技术的缺点，提供了一种最大编码值相当于二进制数1001110001000000(16位编码器)，结构简单、可靠性好的多转式绝对编码器。
为了实现发明的目的，本发明是通过以下技术方案实现的一种多转式绝对编码器，由二个数字式角度传感器通过串联构成，第一个数字式角度传感器G1通过齿轮减速机构1带动第二个数字式角度传感器G2，所述第一个数字式角度传感器G1的输出D1用作编码器输出的低二位十进数，所述第二个数字式角度传感器G2的输出D2的高三位用作编码器输出的高三位，所述二个数字式角度传感器G1、G2输出的拼合组成完整的编码器输出。
由于采用了上述技术方案，本发明提供的多转式绝对编码器功能相当于多片码盘式绝对编码器，但是结构简单、可靠性好，驱动力只需几十克力厘米，耗电仅需二十毫瓦。
图1是多转式绝对编码器结构示意2是数字式角度传感器电路原理3是双联电位器工作原理4是电位器W1转角示意5是电位器W1’转角示意图具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步的描述图1中第一个数字式角度传感器G1通过齿轮减速机构1带动第二个数字式角度传感器G2。第一个数字式角度传感器G1的输出D1用作编码器输出的低二位十进数，第二个数字式角度传感器G2的输出为D2，D2的高三位用作编码器输出的高三位，二个数字式角度传感器G1、G2输出的拼合组成完整的编码器输出。其中G1测量0°-360°整个圆周的角度，用于细分编码。G2测量全量程的角度，用于粗分编码。为了克服齿轮减速机构1存在的回差和误差对D2必须进行修正。该修正根据D2低二位的数值和D1的数值按照一定规则进行。
图2中数字式角度传感器由电位器W和转换器A/D构成，所述电位器W激励和转换器A/D基准使用同一电压源V0。电压源V0接到电位器W的1、3两端，电位器W的动臂2输出电压V。设电位器输入转角为θ，则V＝V0×θ，输出电压只与电压源和转角有关，与电位器的阻值无关。
该电压源V0同时用作转换器A/D的电压基准，电位器动臂输出V作为转换器A/D的输入，则转换器A/D的输出D为D＝V/V0＝(V0×θ)/V0＝θ。D直接反映输入转角大小，与电压源大小无关，也与电位器电阻大小无关。可以保证该数字式角度传感器在极宽温度范围内高精度。
图3中第一个数字式角度传感器中的电位器是0°-360°无限位电位器，它由同轴无限位双连电位器W1、W1’构成。
图4、图5中二电位器另位错开一定角度，指定电位器W1为主电位器，W1’为次电位器。45°至315°用主电位器，-45°至45°切换至次电位器。
权利要求
1.一种多转式绝对编码器，其特征是所述多转式绝对编码器由二个数字式角度传感器通过串联构成，第一个数字式角度传感器G1通过齿轮减速机构(1)带动第二个数字式角度传感器G2，所述第一个数字式角度传感器G1的输出D1用作编码器输出的低二位十进数，所述第二个数字式角度传感器G2的输出D2的高三位用作编码器输出的高三位，所述二个数字式角度传感器G1、G2输出的拼合组成完整的编码器输出。
2.根据权利要求1所述的多转式绝对编码器，其特征是所述第一个数字式角度传感器G1测量0°-360°整个圆周的角度，用作细编码，所述第二个数字式角度传感器G2测量全量程的角度，用作粗编码。
3.根据权利要求1所述的多转式绝对编码器，其特征是所述的数字式角度传感器由电位器W和转换器A/D构成，所述电位器W激励和转换器A/D基准使用同一电压源V0。
4.根据权利要求1所述的多转式绝对编码器，其特征是所述第一个数字式角度传感器G1中的电位器是0°-360°无限位电位器，所述电位器由同轴无限位双连电位器W1、W1’构成，整个圆周的一部分区域用联电位器W1’，圆周的剩下区域用联电位器W1’。
5.根据权利要求4所述的多转式绝对编码器，其特征是所述联电位器W1在整个圆周的区域是45°-315°，所述联电位器W1’在整个圆周的区域是-45°-45°。
全文摘要
一种多转式绝对编码器，其特征是所述多转式绝对编码器由二个数字式角度传感器通过串联构成，第一个数字式角度传感器G1通过齿轮减速机构1带动第二个数字式角度传感器G2，所述第一个数字式角度传感器G1的输出D1用作编码器输出的低二位十进数，所述第二个数字式角度传感器G2的输出D2的高三位用作编码器输出的高三位，所述二个数字式角度传感器G1、G2输出的拼合组成完整的编码器输出。本发明提供的多转式绝对编码器功能相当于多片码盘式绝对编码器，但是结构简单、可靠性好，驱动力只需几十克力厘米，耗电仅需二十毫瓦。
文档编号G01D5/12GK1504725SQ0215075
公开日2004年6月16日 申请日期2002年11月28日 优先权日2002年11月28日
发明者赵信, 李军, 赵 信 申请人:上海自动化仪表股份有限公司