专利名称：两个不同周期测量传感器组合成绝对式角度编码器的原理的制作方法
技术领域：
本发明属于绝对式编码器(空间位置固定地对应一个测量值，一个测量值只对应 一个位置)技术领域，应用于几何量的长度和角度测量的绝对编码部件的设计制造。
背景技术：
目前，利用粗精组合原理制造的绝对式角度编码器在各种仪器和设备上有着广泛 的应用，绝对式角度编码器实现方法很多，制造出的高分辨力的绝对式角度编码器主要代 表是德国HANDHAN公司生产的多码道的光电绝对式角度编码器和美国CARCO公司生产的粗 精组合式感应同步器。后一种为电磁角度传感器。为了使感应同步器具有大量程绝对角度编码和高分辨力，通常需要有两个相对独 立的电磁角度传感同时使用。以电磁角度传感器为例，测量范围绝大多数是360°，由于分 辨力与测量范围成反比，所以，要将360°等分为N个小区域，精传感器(分辨力较高的一 个)可以测量出小区域内的角度值，超出这个小区域，进入下一个区域，则测量值为周期函 数，共有N个周期。为了实现360°范围内绝对编码，则需另加一个角度传感器来测量出是 哪一个区间，一般可选用精度较低的传感器，称为粗传感器，通过计算，即可得到绝对编码。以绝对式编码的圆感应同步器测角系统为例，现有两种类型，其一是N个周期的 角度传感器和(N-I)个周期的角度传感器组合，其二是N个周期和1个周期的角度传感器 组合，第一类是两个结构相似周期差一个的组合，第二类是采用平面阿基米德螺线形的激 磁线圈和接收线圈制造一个平面360°对应1个周期的角度传感器，此传感器与N个周期的 角度传感器组合。
发明内容
本发明给出了不同于N个周期与(N-I)个周期、N个周期与1个周期传感器的组 合，而是N个周期与M个周期传感器的组合的设计原则，即N和M没有公约数就可组合成绝 对式编码器。为绝对式编码器的制造增加途径。要解决的技术问题1、给出形成绝对编码的实用方法。2、理论上证明N和M没有公约数即可实现绝对式编码。技术方案首先，举一个简单的360°角度测量系统设计的例子。在此测量仪上有两个角位置 传感器，可以得到两个带有角位置信息的电信号，经硬件和软件的处理，我们可以得到两个 自变量为角度θ的周期函数为
72 =MS_ MA2θ GO-IkAMMN = 8，i e (1,2,M = 3，j e (1,2, N)，S = 360，Al = 4000 Μ)，S = 360，Α2 = 1600函数图像参看
图1。函数1将360° (测量区域)等分为8个区域，每个区域内为实际位置的直线递增 函数，可以得到4000个等差函数值，在360°内的36000个不同位置对应着36000个函数 值，所以，可以得到0.01°的测量分辨力。问题是根据已知的函数值Yl不可能确定此函 数值对应的位置属于8个区域中的哪一个区域，为此，需要加入函数值Y2，一起考虑，才能 确定Yl对应的位置属于哪一个区域。首先，从Yl = 0对应的8个位置入手，参看图2可得表1Yl00000000Υ20600120020080014004001000θ0°45°90°135°180°225°270°315°表 1如果Yl和Y2是表内的数值时，我们马上可以知道θ的数值。当Yl和Υ2不是表 内的数值时，设想如果将实际位置左移，使Yl的数值减小到0时，Υ2也要根据函数关系变 化，可得到新的数值，再根据表1内的数据即可确定原来的实际位置属于哪个区域，举两个 例子说明计算方法。例1 :Υ1 = 2000，Y2 = 900，参看图2中θ 1所在的位置，当θ 1左移到使Yf = 0的θ f时，应有Y 2* = 900 - 600 χ 2000 二 6004000由表1可知θ f = 45°，于是，ΘΙ = 9V + ^-χ 45 ° = 67 .5° 4000例2 =Yl = 3000, Y2 = 250，参看图-I中θ 2所在的位置，当θ 2左移到使Yf = 0的θ 2*时，应有7 2* = 250 - 6°° χ 3000 + 1600 = 14004000上式中加上1600的理由很简单，在此略去。由表1可知θ 2* = 225°，于是，Θ2 = Θ2' + 600 χ 45 ° = 231 .75 ° 4000
以上是理想状态，在实际情况中Yl和Υ2的数值都有-定的微小误差，可以将表-1 中的Υ2只换成小区间，即可变为察看Υ2*属于哪个小区间，从而得到Θ*。参看表2，当Υ2* 不属于表2中所有小区间时，说明Yl和Υ2的数值的误差太大，应该进行出错处理。
权利要求
1.除了 1个周期与N个周期的角度传感器的组合、N士 1个周期与N个周期的角度传感 器的组合外，M与N互质时，利用M个周期与N个周期的角度传感器的组合制造绝对式角度 编码器的技术途径。
全文摘要
本发明属于绝对式编码器技术领域，应用于几何量的长度和角度测量的绝对编码部件的设计制造。为了制造出绝对式编码器，一个实用的方法是利用两个不同周期的传感器进行组合。本发明给出了N个周期与M个周期传感器的组合原则和绝对式编码的计算方法。为绝对式编码器的制造增加途径。组合原则是两个不同周期的传感器进行组合的充分必要条件是N和M没有公约数。
文档编号G01D5/12GK102042839SQ201010257060
公开日2011年5月4日 申请日期2010年8月19日 优先权日2010年8月19日
发明者不公告发明人 申请人:葛幸华