一种绝对值磁栅位移测量系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种绝对值磁栅位移测量系统，由磁栅尺及读磁头组成，磁栅尺由磁性铁氧体橡胶和不锈钢带层叠复合而成，所述的磁性铁氧体橡胶上录制相互平行的两条磁道。与现有技术相比，本发明能够在系统断电后并重新上电时准确读出系统目前的位置值，而不会丢失位移量。
【专利说明】
_种绝对值磁栅位移测量系统
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种位移测量系统，尤其是涉及一种绝对值磁栅位移测量系统。
【背景技术】
[0002]目前市面上主要以绝对值编码器为主，它的功能是测量角度值。但是现有的编码器在使用时，如果发生断电后，重新上电时会丢失位移量。
[0003]中国专利CN104132609A公开了电磁栅尺栅线结构及其读取方法，包括电磁栅尺尺身、导电栅线、感应栅线、感应探针，导电栅线和感应栅线均刻在电磁栅尺尺身上，且两条导电栅线互相平行设置，若干感应栅线互相平行设置在两条导电栅线之间，感应栅线的两端连接两条平行的导线栅线，直流电源的正负极分别通过导线连接两条平行的导电栅线，为两条平行的导电栅线和感应栅线提供电源构成回路，感应探针装设在感应栅线的上方，且感应探针沿平行于导电栅线的方向上运动，电势检测电路分别与感应探针及电势参考点相连，微电势检测电路还与采集控制系统相连。但是该结构仍然没有解决上述技术问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够在系统断电后并重新上电时准确读出系统目前的位置值，而不会丢失位移量的绝对值磁栅位移测量系统。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]—种绝对值磁栅位移测量系统，其由磁栅尺及读磁头组成，
[0007]所述的磁栅尺由磁性铁氧体橡胶和不锈钢带层叠复合而成，所述的磁性铁氧体橡胶上录制相互平行的两条磁道，
[0008]所述的读磁头由增量编码读取元件、绝对码道读取阵列、主控电路、驱动电路、电源管理电路组成，所述的电源管理电路为主控电路供电，所述的主控电路控制增量编码读取元件及绝对码道读取阵列工作，所述的驱动电路经主控电路驱动。
[0009]所述的两条磁道分别为绝对值码道及增量值码道。
[0010]所述的绝对值码道采用伪随机码的编码方式，根据测量的长度分别采用PRBS7、?1^5911^511、？1^515、？1^520、？1^523、？1^531的11位数的编码，随机码发生函数为1+乂11一1+
Xn0
[0011]所述的增量值码道录制等间距排列的N、S磁极。
[0012]所述的N、S磁极之间的间距为5mm、2mm、1mm、0.8mm、0.4mm 或 0.2mm。
[0013]所述的读磁头设有绝对值和相对值两个处理电路，读磁头在上电后先读取绝对值的位置进行预置，然后实时的读取相对值的位置来高速输出位移的变化情况。
[0014]所述的读磁头的输出位移量的通讯协议为SSI或BISS协议。
[0015]本发明是测量直线位移量的测量设备，磁栅尺和读磁头之间根据磁感应的原理进行工作。当读磁头在磁尺的磁场空间中做直线运动时，读磁头会根据运动的相关位移量实时的输出根据特定协议传输的位移数据。磁栅尺上有绝对值码道，当系统断电后移动设备位置，在上电后测量系统会马上得到当前的位置数值而不需要进行任何辅助动作，系统上电后首先用绝对码道读取阵列来确定目前读磁头所在的位置的磁栅上N或S极的绝对位置编号，因为N或S极的距离是等距的而且是预先可知的，所以可以计算出N或S极的接近位置。增量值码道则是对每个N或S极进行细分，能够得到所在N或S极内的极精确的位置，将两个位置值相加就得到了上电后测量系统所在的准确位置。
[0016]与现有技术相比，本发明能够在系统断电后并重新上电时准确读出系统目前的位置值，而不会丢失位移量。实际使用中可以省略系统回零这个环节，不仅能降低这方面零部件的成本，而且很关键的是取消系统回零位这个环节可以节约这部分上电的时间，特别是对大型设备这部分是很重要的改善。
【附图说明】
[0017]图1为磁栅尺的结构示意图；
[0018]图2为绝对值码道及增量值码道的结构示意图；
[0019]图3为读磁头的结构示意图；
[0020]图4为读磁头的工作示意图。
[0021 ]图中，1-磁性铁氧体橡胶、2-不锈钢带、3-绝对值码道、4-增量值码道、5-增量编码读取元件、6-绝对码道读取阵列、7-主控电路、8-驱动电路、9-电源管理电路。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0023]实施例
[0024]—种绝对值磁栅位移测量系统，其由磁栅尺及读磁头组成。磁栅尺的结构如图1所示，由磁性铁氧体橡胶I和不锈钢带2层叠复合而成，在磁性铁氧体橡胶I上录制相互平行的两条磁道，分别为绝对值码道3及增量值码道4，如图2所示。绝对值码道3采用伪随机码的编码方式，根据测量的长度分别采用 PRBS7、PRBS9、PRBS11、PRBS15、PRBS20、PRBS23、PRBS31 的n位数的编码，随机码发生函数为1+Xn—WXn。增量值码道4录制等间距排列的N、S磁极。N、S磁极之间的间距可以为5mm、2mm、lmm、0.8mm.0.4mm或0.2mm。
[0025]读磁头的结构如图3所示，其工作流程如图4所示，读磁头由增量编码读取元件5、绝对码道读取阵列6、主控电路7、驱动电路8、电源管理电路9组成。电源管理电路9为主控电路7供电，主控电路7控制增量编码读取元件5及绝对码道读取阵列6工作，驱动电路8经主控电路7驱动。通过以上说明可以看出，与磁栅尺相配合，读磁头设有绝对值和相对值两个读取元件，读磁头在上电后先读取绝对值的位置进行预置，然后实时的读取相对值的位置来高速输出位移的变化情况。读磁头的输出位移量的通讯协议为SSI或BISS协议。
[0026]本发明是测量直线位移量的测量设备，磁栅尺和读磁头之间根据磁感应的原理进行工作。当读磁头在磁尺的磁场空间中做直线运动时，读磁头会根据运动的相关位移量实时的输出根据特定协议传输的位移数据。磁栅尺上有绝对值码道，当系统断电后移动设备位置，在上电后测量系统会马上得到当前的位置数值而不需要进行任何辅助动作。
【主权项】
1.一种绝对值磁栅位移测量系统，其特征在于，该测量系统由磁栅尺及读磁头组成， 所述的磁栅尺由磁性铁氧体橡胶和不锈钢带层叠复合而成，所述的磁性铁氧体橡胶上录制相互平行的两条磁道， 所述的读磁头由增量编码读取元件、绝对码道读取阵列、主控电路、驱动电路、电源管理电路组成，所述的电源管理电路为主控电路供电，所述的主控电路控制增量编码读取元件及绝对码道读取阵列工作，所述的驱动电路经主控电路驱动。2.根据权利要求1所述的一种绝对值磁栅位移测量系统，其特征在于，所述的两条磁道分别为绝对值码道及增量值码道。3.根据权利要求2所述的一种绝对值磁栅位移测量系统，其特征在于，所述的绝对值码道采用伪随机码的编码方式，根据测量的长度分别采用？1^37、？1^59、？1^511、？1^515、PRBS20、PRBS23、PRBS31的η位数的编码，随机码发生函数为1+Xn—kX11。4.根据权利要求2所述的一种绝对值磁栅位移测量系统，其特征在于，所述的增量值码道录制等间距排列的N、S磁极。5.根据权利要求4所述的一种绝对值磁栅位移测量系统，其特征在于，所述的N、S磁极之间的间距为5臟、2臟、I臟、0.8mm、0.4mm或0.2臟。6.根据权利要求1所述的一种绝对值磁栅位移测量系统，其特征在于，所述的读磁头设有绝对值和相对值两个处理电路，读磁头在上电后先读取绝对值的位置进行预置，然后实时的读取相对值的位置来高速输出位移的变化情况。7.根据权利要求1所述的一种绝对值磁栅位移测量系统，其特征在于，所述的读磁头的输出位移量的通讯协议为SSI或BISS协议。
【文档编号】G01B7/00GK105953713SQ201610545515
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年7月12日
【发明人】刘坚伟, 姜堃达
【申请人】上海平信机电制造有限公司