用于绝对值编码器的测量方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种用于绝对值编码器的测量方法和装 置。
【背景技术】
[0002] 目前工业控制中，常需要测量角度、长度、位置等位移量，例如传送带运动的长度， 以及设备转过的角度。常用方法是激光测距或光栅测量法，但激光测距设备价格较昂贵，且 只能用于测量直线距离，不能用于测量曲线位移或角度。光栅测量需铺设较大范围的光栅， 成本也极高，不适合长距离的测量，而且对光栅表面清洁度的要求极高，任何光栅表面的污 染，都会导致位移测量错误。
[0003] 相对于激光测距或光栅测量法，光电编码器是一种角度或者角速度检测装置，它 将输入给转轴的角度量，利用光电转换原理转换成相应的电脉冲或数字量，具有体积小，高 精度，工作可靠，接□数字化等优点。它广泛应用于数控机床、回转台、伺服传动、机器人、雷 达、军事目标测定等需要检测角度的装置和设备中。光电编码器中的绝对值编码器在它的 圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码 道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是 光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照 与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任 意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码，通过码盘上的编码，检测绝对位置。
[0004] 绝对值编码器（下称编码器)计算位置的工作原理是偏置计算：先设置初始值，然 后根据编码器读数与初始值的差值，获得偏置量，再乘以传动比，计算得出转过的角度值、 长度值或位置值等位移量。例如编码器的初始读数为90,转动后的读数是100,那么"100-90 = 10"就是偏置量，用此偏置量乘以对应的传动比，就能得出角度、长度、或位置的变化值。 但是编码器在脉冲计数上是自动清零的，也就是说，无论是单圈绝对值，还是多圈绝对值， 数据到达最大值后，数据就会溢出，即再对编码器进行旋转，数据会自动回到〇值，然后再重 新累加计数，从而导致位移的计算出现错误，产生跳变。以风电领域风力发电机组变桨系统 的叶片角度为例，编码器数据跳变会引起机组故障，造成不必要的停机和发电量损失，降低 机组可利用率。此外，编码器的这一特性导致了使用编码器进行测量时，只能测量一定范围 内的位移值，尤其在工业控制中，不能用于测量较长的距离或较大的角度范围。更严重地， 当计算出的位移出现跳变时，还可能会使控制器的逻辑发生错误，导致系统中的执行机构 误动作，造成设备故障甚至发生事故。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于，提供一种用于绝对值编码器的测量方法和装置，通过对编码 器的初始读数值进行调整，对编码器的测量范围进行扩展。
[0006] 根据本发明的一方面，提供一种用于绝对值编码器的测量方法，所述方法包括:读 取编码器的当前读数值;获取所述当前读数值和所述编码器的初始读数值的读数差值;如 果所述读数差值达到溢出阈值，则将所述初始读数值调整为当前读数值，并且更新所述初 始读数值的调整次数，以及根据调整后的所述初始读数值更新所述读数差值，所述溢出阈 值为所述编码器的最大读数的一半;根据所述调整次数、所述溢出阈值和所述读数差值获 取当前测量值。
[0007] 进一步地，所述方法在所述获取所述当前读数值和所述编码器的初始读数值的读 数差值步骤之后以及在如果所述读数差值达到溢出阈值，则将所述初始读数值调整为当前 读数值，并且更新所述初始读数值的调整次数，以及根据调整后的所述初始读数值更新所 述读数差值的步骤之前还包括:如果所述读数差值大于等于所述溢出阈值，则将所述读数 差值减去所述编码器的最大读数;或者，如果所述读数差值小于等于负的所述溢出阈值，则 将所述读数差值加上所述编码器的最大读数。
[0008] 进一步地，所述更新所述初始读数值的调整次数的处理包括:根据当前测量值和 前一个测量值确定所述编码器的转动方向；如果所述编码器顺时针转，则将所述调整次数 加1;或者，如果所述编码器逆时针转，则将所述调整次数减1。
[0009] 进一步地，在所述根据所述调整次数、所述溢出阈值和所述读数差值获取当前测 量值的步骤之后还包括:将扫描周期内的测量值排序;滤除排序后的测量值中的最小值和/ 或最大值。
[0010] 进一步地，在所述根据所述调整次数、所述溢出阈值和所述读数差值获取当前测 量值的步骤之后还包括:如果所述当前测量值与预设的标定值不同，则将所述初始读数值 设为当前读数值，将所述调整次数初始化为0;根据所述调整次数、读数差值和标定值更新 所述当前测量值。
[0011] 根据本发明的另一方面，还提供一种用于绝对值编码器的测量装置，所述装置包 括：当前读数读取模块，用于读取编码器的当前读数值;读数差值获取模块，用于获取所述 当前读数值和所述编码器的初始读数值的读数差值;调整模块，用于如果所述读数差值达 到溢出阈值，则将所述初始读数值调整为当前读数值，并且更新所述初始读数值的调整次 数，以及根据调整后的所述初始读数值更新所述读数差值，所述溢出阈值为所述编码器的 最大读数的一半;测量值获取模块，用于根据所述调整次数、所述溢出阈值和所述读数差值 获取当前测量值。
[0012] 进一步地，所述装置还包括:最大读数补偿模块，分别连接所述读数差值获取模块 及所述调整模块，用于如果所述读数差值大于等于所述溢出阈值，则将所述读数差值减去 所述编码器的最大读数;或者，如果所述读数差值小于等于负的所述溢出阈值，则将所述读 数差值加上所述编码器的最大读数。
[0013] 进一步地，所述调整模包括:方向确定单元，用于根据当前测量值和前一个测量值 确定所述编码器的转动方向；调整单元，与所述方向确定单元连接，用于如果所述编码器顺 时针转，则将所述调整次数加1;或者，如果所述编码器逆时针转，则将所述调整次数减1。 [0014]进一步地，所述装置还包括:过滤模块，与所述测量值获取模块连接，用于将扫描 周期内的测量值排序，并且滤除排序后的测量值中的最小值和/或最大值。
[0015]进一步地，所述装置还包括:测量值更新模块，与所述测量值获取模块连接，用于 如果所述当前测量值与预设的标定值不同，则将所述初始读数值设为当前读数值，将所述 调整次数初始化为ο;以及根据所述调整次数、读数差值和标定值更新所述当前测量值。
[0016] 本发明实施例提供的用于绝对值编码器的测量方法和装置，编码器的当前读数值 与编码器的初始读数值的读数差值达到溢出阈值，则将所述初始读数值调整为当前读数 值，并且更新所述初始读数值的调整次数，根据所述调整次数和所述读数差值获取当前测 量值;通过对编码器的初始读数值的调整，间接调整了编码器的差值，从而编码器的测量范 围进行扩展。
[0017] 进一步地，本发明实施例提供的用于绝对值编码器的测量方法和装置，如果所述 当前测量值与标定值不同，则将所述初始读数值设为当前读数值，将