专利名称：可逆计数码盘的制作方法
技术领域：
本实用新型属于传感器技术领域，特别是一种角位移增量式可逆计数码盘。
计数码盘主要包括非编码码盘和编码码盘两类。典型的非编码码盘只有一个计数码道，它在码道上等分相应的扇区，并设置“0”和“1”两种状态标志，由敏感元件直接识别和检测出可供计数的脉冲序列，脉冲序列的周期就是两个标志孔之间的夹角即单位扇角θ，即它的最小分辨率为θ。这种码盘结构最简单，但它只能对码盘的角位移增量简单地计数，不适宜于码盘有正、反向两种运动状态的场合；传统概念的编码码盘大都是多码道制式，典型的多码道二进制编码盘，是在码盘的等分扇区上按二进制数特征逐道设置“0”、“1”两种状态标志，且使不同码道对应一个相应的二进制数码的位数。因此，与码盘转动位置相对应的每一扇区都有一个确定的二进制数值，由敏感元件直接识别和检测再经译码之后可用于比较码盘正、反向运动的角位移量，由于码盘的辨识能力与二进制码的位数有关，因此通常需要三个以上的码道，这类多码道制式的码盘由于码道数量较多，需要三个以上的敏感元件，甚至要求处理特定的相角，至使码盘本身结构趋于复杂，并且还使得编译码信号处理的难度加大，因此，难以进入实用化。为了减少码道数量，简化码盘的制作工艺，又能适宜码盘有正、反向两种运动状态的场合，CN2059750U公开了一种“增量型循环编码式鉴向计数装置”，它采用的就是一个码道的非编码码盘，同时在码盘之外的另外附加一套与码盘同轴的鉴相设备，以识别码盘的转动方向并相应地增、减计数值。显然，采用外挂鉴相设备的方式，仍然沿用了将计数和方向信号分别拾取的处理模式，它不仅增加了计数装置的复杂程度和信号处理的难度，而且由于加工、装配等原因将不可避免地引入系统误差，乃至影响计数精度。
本实用新型的目的是提供一种既不需要复杂的鉴相设备，也不需要复杂的信号编译码处理过程的结构简单的非编码码盘。
本实用新型是这样实现的一种可逆计数码盘，在码盘上设置有两个分离的内、外码道，且内外码道在码盘径向方向上的距离大于内外码道上设置的标志在径向方向的尺寸，码盘被内外码道上的标志间隔划分为计数扇区和复位扇区，其特征在于在内外码道上对应的标志(7)和标志(6)在码道上交错一个弧角θ4，这个交错角θ4与标志在码盘上的盘孔角θ3满足关系0°＜θ4＜θ3；且复位扇区的单位扇区角θ2满足关系0°＜θ2＜180°；计数扇区的单位扇角θ1满足关系θ1＝2×θ3－θ4。使用本实用新型时，与另外的光电检测装置相配合来测量可逆转动设备的运动状态和参数，如正、反向角位移量及速度等。
当码盘转动的时候，光源透过外、内码道标志分别被另外的光电检测装置的敏感元件A、B接收并转换成两个脉冲序列，对于每一个脉冲序列来说，它与单码道式码盘完全相似，只包含计数脉冲信息；但是，当码盘顺时针正向转动时，由于不同码道上对应的标志有一交错角θ4，一个标志必先于另一标志到达敏感元件位置，所以敏感元件A产生的A脉冲序列比敏感元件B产生的B脉冲序列要超前(θ3－θ4)相位角；同理，当码盘逆时针反向转动时，则B脉冲序列又比A脉冲序列超前(θ3－θ4)相位角。由于两列脉冲总是存在一定的相位差(θ3－θ4)，因此在两个脉冲序列的位置关系上又隐藏了新的方向信息。若以复位扇区所对应的两个脉冲都未到达的时刻标志前一计数周期的结束和下一计数周期的开始，即“复位”时间段；以计数扇区所对应的两个脉冲都存在的时间作为“计数”时间段；计数扇区所对应的两个脉冲不同时存在的时期作为正、反向“计数锁定”开始的时间，并保持其对计数方向的控制直至该脉冲信号的消失，即按照脉冲到达的先后次序实现方向互锁，则用数字电路即可判别码盘转动的方向并增、减计数值。
采用上述方案制成的码盘，基于非编码式单码道码盘的工作方式，采用二个码道来完成一个二向转动中运动状态信息(包括计数信息及计数方向信息)的拾取。这样不仅码盘构件数量最少、结构最简单，而且也完全甩掉了复杂的编译码或鉴相等信号变换处理过程。此外，因它只在一个构件上设计标志，故码盘本身的加工制作和现场安装调试都非常简单、可靠。本实用新型作为一种传感器，主要用于检测和控制那些可以变换成转动方式进行测量的工业自动化设备的某些运动参数。
附图图面说明如下
图1可逆计数码盘的结构示意图2可逆计数码盘使用状态图；图3可逆计数码盘正向转动时敏感元件输出波形；图4可逆计数码盘反向转动时敏感元件输出波形。
图5判别可逆计数码盘转动的方向并增、减计数值的数字电路。
其中1、码盘，2、外码盘、3、内码道，4、计数扇区，5、复位扇区，6、7标志。
下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步详述选用金属或非金属硬板材料制作一码盘1，在码盘1上设置有两个分离的内、外码道(3、2)，且内外码道(3、2)在码盘1径向方向上的距离大于内外码道(3、2)上设置的标志(7、6)在径向方向的尺寸，码盘(1)被内、外码道(3、2)上的标志(7、6)在径向方向的尺寸，码盘(1)被内、外码道(3、2)上的标志(7、6)间隔划分为计数扇区(4)和复位扇区(5)，其特征是标志(6、7)设计成园形孔，其中盘孔角θ3＝6°；内外码道(3、2)上对应的标志(7、6)在码道上交错角θ4＝2°；复位扇区(5)的单位扇角θ2＝20°；计数扇区(4)的单位扇角θ1＝2×6－2＝10°；所以标志(6)在顺时针方向上超前标志(7)的弧角(θ3－θ4)＝4°，正如图1所示的码盘(1)的内、外码道(3、2)上分别均匀设置有12个标志(7、6)。当本实用新型与另外的光电检测装置如图2所示相配合使用时，光源透过标志(6、7)分别被敏感元件A、B接收并转换成两个脉冲序列，再由图5中的α、β、γ、δ组成的电路进行识别，并作为计数周期执行增计数或减计数的方向锁定信号。该电路是一个具有互锁功能的触发器，在“计数”时间段，它按照脉冲信号先来先触发并封锁另一个与非门直至该脉冲信号消失为止的方式工作；在“复位”时间段，二个与非门都被复位，触发器输出金低，并进入下一个“计数周期”。
权利要求1.一种可逆计数码盘，在码盘(1)上设置有两个分离的内码道(3)和外码道(2)，且内、外码道在码盘(1)径向方向上的距离大于内外码道(3、2)上设置的标志(7、6)在径向方向的尺寸，码盘(1)被内、外码道(3、2)上的标志(7、6)间隔划分为计数扇区(4)和复位扇区(5)，其特征在于a在内外码道(3、2)上对应的标志(7)与标志(6)在码道上交错一个弧角θ4；b交错角θ4与标志在码道上的盘孔角满足关系0°＜θ4＜θ3；c复位扇区(5)的单位扇角θ2满足关系0°＜θ2＜180°；d计数扇区(4)的单位扇角满足关系θ1=2×θ3-θ4。
2.如权利要求1所述的可逆计数码盘，其特征在于码盘(1)可由金属或非金属硬质板材制作。
3.如权利要求1所述的可逆计数码盘，其特征在于码道上的标志可以是园形、扇形或其它形状。
专利摘要本实用新型涉及一种涉及可逆计数码盘，它是在码盘1上设置两个分离的内、外码道(3、2)，并被内外码道(3、2)上的标志(7、6)间隔划分为计数扇区(4)和复位扇区(5)，其特征是内外码道(3、2)上对应的标志(7、6)在码道上交错一个弧角θ
文档编号G01P3/44GK2196304SQ9422728
公开日1995年5月3日 申请日期1994年3月6日 优先权日1994年3月6日
发明者岳庆生 申请人:岳庆生