一种新型编码器及其测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及编码器领域，尤其涉及一种新型编码器及其测量方法。
【背景技术】
[0002] 在现代制造业的生产中，对机械运转的精确度提出了越来越高的要求。编码器是 影响机械运转精确度的一个关键器件，其在机械转轴运动过程中反馈轴位信息给控制系统 W达到精确控制转轴旋转运动位置和速度的目的。
[0003] 编码器分为绝对式和相对式两种，绝对式编码器可W反映机械转轴相对于已预定 原点的位置信息，而相对式编码器反映的则是当前轴位相对于之前轴位的位置信息。
[0004] 目前很多绝对式编码器，采用的编码方式均为格雷码编 码。即在码盘上刻上多道码道，每条码道上依次有2、4、8、16... 2^道刻线。在编码器工作时，由光源发出的光照射码盘，通过读取每道刻线的亮暗，^此获 得一组码值来唯一对应一个轴位。此种编码器虽然原理简单，工作可靠，抗干扰性强，但其 码盘制造工艺复杂，所能刻的最大码道数和最大刻线数也有一定的限度，不能满足超高分 辨率加工生产的要求。
【发明内容】
[0005] 为了解决现有技术编码器编码器分辨率受码盘限制的技术问题，本发明提供一种 新型编码器，该编码器可W摆脱码盘的限制，控制分辨率获得大幅度的提升。
[0006] 为了达到上述目的，本发明提供如下的技术方案： 新型编码器，包括旋转轴、光源、遮光板、感光元件、系统电路部件及外壳，所述感光元 件固定于旋转轴一端，所述遮光板位于该感光元件的前方并固定于所述外壳内壁上，该遮 光板上开有两个通光孔，所述光源位于该遮光板的下方并固定于所述电路系统部件上。本 编码器工作时，旋转轴带动感光元件旋转，遮光器固定于外壳内壁上，光源透过通光孔照在 感光元件上，留下两个圆光区，两个圆光区中间形成一个暗点，该暗点则为当前旋转轴的角 度位置，即被测轴的角度位置，该暗点的位置通过感光元件及系统电路部件的测量即可得 至IJ;由于光的衍射，光源通过孔照射到感光元件时并非直线传播，该将使得光源照射到感光 元件上的两个圆光区变大，致使两个圆光区中间的暗点变得更小，使得暗点的位置可W更 加精确，也就是轴的角度位置更加精确。
[0007] 作为本技术方案的一种改进，所述电路系统部件固定于所述外壳底端，形成一体， W方便安装测量。
[0008] 作为本技术方案的另一种改进，所述感光元件由光敏元件集成，该光敏元件可W 为cmos光敏元件也可W是其他光敏元件，并将光源发出的光转换为模拟电压信号输出到 所述系统电路部件中。
[0009] 作为本技术方案的再一种改进，所述系统电路部件包括信号转换模块和位置查询 模块，所述信号转换模块用于将光敏元件输出的模拟电压信号转换为数字信号1或0,形成 码值；光敏元件受光照射时及其他光敏元件未受光照射时产生码值，所述位置查询模块存 储记录有与其码值相对应的轴位角度。。
[0010] 同时本发明还提供了本新型编码器的测量方法，具体包括W下步骤： 51、 通过联轴器将本编码器的旋转轴与待测量机械转轴相连，旋转轴与机械转轴做同 步旋转运动，同时光源通电，发出光线； 52、 光源透过通光孔照在感光元件上，在感光元件上形两个圆光区，两个圆光区中间形 成一暗点，受光的光敏元件将光信号转换为模拟电压信号，并将该模拟电压信号输出到步 骤S3中的电路系统部件； 53、 电路系统部件中的信号转换模块将步骤S2输出的模拟电压信号转换为数字信号1 或0,具体地为：将接收到光信号的光敏元件输出的模拟电压信号转换为数字信号1，将没 接收到光信号的互补性氧化金属半导体光敏元件输出的模拟电压信号转换为数字信号0， 从而得出一具体的码值； 54、 将步骤S3得出的具体码值与电路系统部件中位置查询模块存储记录的码值进行 查找比对，查找得出步骤S3所得出的具体码值相对应的轴位角度，即得出被测轴此时实际 的轴位角度； 55、 将S4得出的被测轴实际轴位角度输出。
[0011] 总之，本发明与现有技术先比具有如下的技术优势： 本发明W旋转轴、光源、遮光板、感光元件、系统电路部件及外壳形成一个新型编码器， 与传统的编码器相比，降低了制作难度，缩短了生产周期，大幅降低了生产成本，本发明通 过利用光的衍射，在感光元件上形成一暗点，通过测量该暗点的位置即可获得被测轴的角 度位置，无须码盘，突破并远超过了传统码盘测量技术的测量极限，测量精度和分辨率都有 很大的提局。
【附图说明】
[0012] 图1为实施例一中新型编码器的结构示意图； 图2为电路系统部件示意图； 图3为感光元件在工作时示意图； 图4为新型编码器测量方法流程图。
【具体实施方式】
[0013] 附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
[0014] 对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可W理解 的。
[0015] 下面结合附图和实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所 描述的实施例仅仅是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本 领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明 保护的范围。
[001引 实施例一 如图1所述，为本发明较佳实施例的新型编码器的结构示意图，包括旋转轴1、光2源、 遮光板3、感光元件3、系统电路部件4及外壳5,所述感光元件3由光敏元件集成并固定于 旋转轴1 一端，所述遮光板3上开有两个通光孔31并位于该感光元件3的前方，W保证通 光孔中的光线可W照射到感光元件3上，光敏元件受到光线的照射时，即可将光信号转换 为模拟电压信号，同时该遮光板3固定于所述外壳5内壁上，形成一体，所述光源2位于该 遮光板3的下方并固定于所述电路系统部件4上，光源2由电路系统部件4提供电源，电路 系统部件4固定于所述外壳5底端，形成一体；如图2所示，电路部件4包括信号转换模块 41和位置查询模块42,所述信号转换模块41用于将光敏阵列传感器输出的模拟电压信号 转换为数字信号1或0,形成码值；所述位置查询模块42存储记录有光敏元件受光照射时 及其他光敏