专利名称：一种单圈绝对式码盘的制作方法
技术领域：
本发明属于光电检测技术领域中涉及的一种单圈绝对式 码盘。
二背景技术：
码盘作为光电位移测试设备特别是光电轴角编码器的核 心元件得到了广泛的应用。码盘就是在玻璃或金属表面的圆环区域上刻有若 干圈均匀分布的透光或不透光相间的栅线的圆分度元件，圈和圈之间是以 定规律编排的，任何某一径向位置只有唯一的二进制或其它进制编码，因此 在不同的位置，可输出不同的数字代码，经处理后输出的角位置代码是转角 的单值函数。码盘具有固定零点、抗干扰能力强、掉电后再启动无须重新对 零、无累积误差等优点。
传统的绝对式码盘的位数和圈数对应，作为专业基础知识，已列入专业 技术基础课的教学内容，如图1所示，它包括若干圈码道，每圈码道都由相 间均匀分布的透光与不透光区域组成的。因此，要得到高位数和高分辨率的 码盘，就要相应地增加码盘的刻划直径，这就无法实现光电轴角编码器的小 型化、轻便化和集成化。因此，码盘尺寸和分辨率对传统绝对式编码器来说 是一对不可调和的矛盾。
为了克服这一矛盾，中国科学院长春光学精密机械研究所于1985年曾研 制成矩阵式码盘，以8位矩阵式码盘为例，如图2所示。它是将整个圆周分 成若干个扇形区间，每个区间刻有不同位数的码道，即把若干位排列在同--码道上，然后用若干个读数头读取矩阵编排的光电信号，经矩阵译码处理成 与传统编码盘相同的二进制循环周期码。这样的编码方式大大减小了码道圈
数，继而缩小以它为核心的编码器的结构尺寸和实现结构尺、1小的高位绝对 式轴角编码器的H的。但由于该种编码器的若干位排列在同一圈上，因安装 偏心和轴晃动造成码道间的圈间位置误差量要比传统编码盘大得多。除此之 外，电源和读数头也较传统编码器的多，电路部分增加了矩阵译码，使得结 构比较复杂，装调较困难。
与本发明最为接近的己有技术是中科院西安光机所研制的一种准绝对式码 盘，如图3所示。它是由循环码道1和索引码道2组成，循环码道1仍然由 -系
列均匀相间分布的不透光和透光光栅线条组成；索引码道2则由透光或不透光的 窗口组成，连续的几个窗口类似于条形码，它们共同构成对某一位置的编码，即 位置编码的各有效位是沿圆周(切向)连续地分布于索引码道内的。该准绝对式 码盘结合增量式和绝对式码盘的特点，减小了位置编码的码道数量，縮小了码盘 的结构尺寸，继而縮小了以它为核心的编码器的结构尺寸，但在初始时，必须经 过自引导过程才能获得第一个位置编码，而且若要获得较高的位数，就必须放置 较多的光电探测器，这增加装调工艺的难度。
发明内容
为了克服已有技术存在的缺陷，本发明的目的在于简化绝对 式编码器的结构，缩小其体积，设计了一种单圈绝对式码盘。
本发明解决的技术问题提供一种单圈绝对式码盘，解决技术问题的技术方 案如图4所示。在单圈上由相间分布的透光区和不透光区码道3构成的，具体分 布如下
0° 19.6875°为不透光区，19.6875° 39.375°为透光区，39.375。
42.1875°为不透光区，42.1875° 56.25。为透光区，56.25。 61.875。为不 透光区，61.875° 73. 125。为透光区，73.125。 75.9375°为不透光区， 75.9375° 78.75。为透光区，78.75。 81.5625°为不透光区，81.5625°
92.8125°为透光区，92.8125。 101.25°为不透光区，101.25。 109.6875° 为透光区，109.6875。 112.5°为不透光区，112. 5。 118.125°为透光区， 118.125° 120.9375。为不透光区，120.9375° 129.375。为透光区，129.375 ° 132. 1875°为不透光区， 132.1875° 135°为透光区，135° 140.625 °为不透光区，140.625° 149.0625。为透光区，149.0625° 154.6875。为不 透光区，154.6875° 157.5°为透光区，157.5° 160.3175°为不透光区， 160.3175° 168.75°为透光区， 168.75° 180°为不透光区，180° 185.625。为透光区，185.625° 188. 4375°为不透光区，188. 4375° 194.0625 。为透光区，194.0625。 199.6875°为不透光区，199.6875。 205.3125°为 透光区，205.3125。 208. 125。为不透光区，208.125。 210.9375°为透光区， 210.9375。 213.75°为不透光区，213.75° 216.5625°为透光区，216.5625 ° 219.375°为不透光区，219.375° 225°为透光区，225° 227.8125°为 不透光区，227.8125° 230.625°为透光区，230.625° 239.0625°为不透光 区，239.0625° 244.6875°为透光区，244.6875° 250.3125°为不透光区， 250.3125° 253. 125°为透光区，253.125° 258. 75°为不透光区， 258.75 。 264.375°为透光区，264.375° 272.8125°为不透光区，272.8125。
275.625°为透光区，275.625° 278.4375。为不透光区，278. 4375° 284. 0625 °为透光区，284.0625。 298. 125°为不透光区，298.125° 300.9375°为透 光区，300.9375。 303. 75°为不透光区，303.75。 306. 5625。为透光区， 306. 5625° 309. 375。为不透光区，309. 375。 312. 1875°为透光区，312. 1875 ° 317.8125。为不透光区，317.8125° 320.625°为透光区，320.625° 323.4375°为不透光区，323.4375° 326.25°为透光区，326.25° 337.5°为 不透光区，337.5。 340.3125。为透光区，340. 3125° 345. 9375°为不透光区，
345.9375° 348.75°为透光区，348.75° 357. 1875°为不透光区，357.1875 ° 360°为透光区。
工作原理以该码盘为核心的编码器用线阵CCD作为接收和细分元件， 一个 CCD窗口包含七条 八条刻线宽度，通过采集卡采集CCD输出的信号送入到计算 机，经过二值化处理，得出每个CCD窗口包含的O和l的个数，把完整的7个组 合在一起，査组码表得出当前位置所在的组，按照角度定位算法运用计算机高级 语言VB进行编程，便可以得出旋转的角度值。其中组码表是根据所得的编码建立 的。
本发明的积极效果该码盘可以有效地縮小码盘的尺寸，解决位数和尺寸之 间的矛盾，并大大简化了刻划工艺，降低了成本，同时可以有效地縮小以它为核 心构成的绝对式编码器的结构尺寸和体积，实现绝对式编码器的小型化。
四
图1为己有技术中的绝对式码盘的结构示意图；图2为 已有技术中的矩阵式码盘的结构示意图；图3为与本发明最为接近的准绝对 式码盘的结构示意图；图4为本发明的码盘的结构示意图。
五具体实施例方式本发明按图4所示的结构实施。材料为K9玻璃，把 清洗好的K9玻璃放到真空镀膜机中镀铬；涂正性光刻胶BP212;前烘lmin， 温度在100 110°C;用GGZL1000直管型紫外线高压汞灯进行曝光；之后在 温度20士rC下，放到浓度为0.5%为氢氧化钠溶液中进行显影，时间为5min; 后烘20 30min，温度为120°C;放在硫酸铈溶液中腐蚀20min;最后是用丙 酮去胶后获得。其中曝光是在圆刻机上，按照单圈绝对式码盘的图案打制穿
权利要求
1、一种单圈绝对式码盘，包括相间分布的透光区和不透光区码道，其特征在于在单圈上由相间分布的透光区和不透光区码道3构成的，具体分布如下0°～19.6875°为不透光区，19.6875°～39.375°为透光区，39.375°～42.1875°为不透光区，42.1875°～56.25°为透光区，56.25°～61.875°为不透光区，61.875°～73.125°为透光区，73.125°～75.9375°为不透光区，75.9375°～78.75°为透光区，78.75°～81.5625°为不透光区，81.5625°～92.8125°为透光区，92.8125°～101.25°为不透光区，101.25°～109.6875°为透光区，109.6875°～112.5°为不透光区，112.5°～118.125°为透光区，118.125°～120.9375°为不透光区，120.9375°～129.375°为透光区，129.375°～132.1875°为不透光区，132.1875°～135°为透光区，135°～140.625°为不透光区，140.625°～149.0625°为透光区，149.0625°～154.6875°为不透光区，154.6875°～157.5°为透光区，157.5°～160.3175°为不透光区，160.3175°～168.75°为透光区，168.75°～180°为不透光区，180°～185.625°为透光区，185.625°～188.4375°为不透光区，188.4375°～194.0625°为透光区，194.0625°～199.6875°为不透光区，199.6875°～205.3125°为透光区，205.3125°～208.125°为不透光区，208.125°～210.9375°为透光区，210.9375°～213.75°为不透光区，213.75°～216.5625°为透光区，216.5625°～219.375°为不透光区，219.375°～225°为透光区，225°～227.8125°为不透光区，227.8125°～230.625°为透光区，230.625°～239.0625°为不透光区，239.0625°～244.6875°为透光区，244.6875°～250.3125°为不透光区，250.3125°～253.125°为透光区，253.125°～258.75°为不透光区，258.75°～264.375°为透光区，264.375°～272.8125°为不透光区，272.8125°～275.625°为透光区，275.625°～278.4375°为不透光区，278.4375°～284.0625°为透光区，284.0625°～298.125°为不透光区，298.125°～300.9375°为透光区，300.9375°～303.75°为不透光区， 303.75°～306.5625°为透光区，306.5625°～309.375°为不透光区，309.375°～312.1875°为透光区，312.1875°～317.8125°为不透光区，317.8125°～320.625°为透光区，320.625°～323.4375°为不透光区，323.4375°～326.25°为透光区，326.25°～337.5°为不透光区，337.5°～340.3125°为透光区，340.3125°～345.9375°为不透光区，345.9375°～348.75°为透光区，348.75°～357.1875°为不透光区，357.1875°～360°为透光区。
全文摘要
一种单圈绝对式码盘，属于光电检测技术领域中涉及的一种单圈绝对式码盘。本发明解决的技术问题提供一种单圈绝对式码盘。解决技术问题的技术方案在单圈上由相间分布的透光区和不透光区码道构成的。以该码盘为核心的编码器用线阵CCD作为接收和细分元件，一个CCD窗口包含七条～八条刻线宽度，通过采集卡采集CCD输出的信号送入到计算机，经过二值化处理，得出每个CCD窗口包含的0和1的个数，把完整的7个组合在一起，查组码表得出当前位置所在的组，按照角度定位算法运用计算机高级语言VB进行编程，便可以得出旋转的角度值，其中组码表是根据所得的编码建立的。
文档编号G01D5/347GK101109650SQ200610017029
公开日2008年1月23日 申请日期2006年7月20日 优先权日2006年7月20日
发明者赟 陈 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所