CN102901522A - 一种光纤传输式转动编码装置 - Google Patents

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柳涛
方习贵
左广辉
王建伟
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Abstract

本发明公开了一种光纤传输式转动编码装置，包括用于提供工作能量的能量光源，用于传输所述能量光源提供的光源信号的能量光纤，用于基于所述能量光源提供的光源信号进行能量转换、解码处理和通信输出的编码单元，以及用于接收所述编码单元的通信输出信号并对编码单元的工作进行控制的上位机；所述能量光源，通过能量光纤连接至编码单元；所述上位机，通过通信光纤连接至编码单元。本发明所述光纤传输式转动编码装置，可以克服现有技术中无法在高绝缘度要求的场合使用等缺陷，以实现能够在高绝缘度要求的场合使用、以及输送距离远和抗电磁干扰能力强的优点。

Description

一种光纤传输式转动编码装置
技术领域
本发明涉及编码设备技术领域，具体地，涉及一种光纤传输式转动编码装置。
背景技术
转动编码器，是一种将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。
目前应用最多的转动编码器是光电编码器。这种光电编码器，由光栅盘和光电检测装置组成；光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90°的两路脉冲信号。
上述传统的编码器，可以应用于大多数场合，但对电力设备等具有高绝缘度要求的场合，由于其输出信号有电线传输，无法实现高压侧和低压控制侧的直接互联。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在无法在高绝缘度要求的场合使用等缺陷。 
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种光纤传输式转动编码装置，以实现能够在高绝缘度要求的场合使用、以及输送距离远和抗电磁干扰能力强的优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种光纤传输式转动编码装置，包括用于提供工作能量的能量光源，用于传输所述能量光源提供的光源信号的能量光纤，用于基于所述能量光源提供的光源信号进行能量转换、解码处理和通信输出的编码单元，以及用于接收所述编码单元的通信输出信号并对编码单元的工作进行控制的上位机；所述能量光源，通过能量光纤连接至编码单元；所述上位机，通过通信光纤连接至编码单元。能量光源由上位机控制。
进一步地，所述编码单元，包括通过能量光纤与所述能量光源连接、且用于将能量光源提供的光源信号转换为电信号的光伏器件，以及分别通过供电线路与所述光伏器件连接的编码器和通信模块；所述编码器，通过信号传输线路与通信模块连接；
所述编码器，用于在所述上位机的控制下对随转轴转动编码盘输出的编码信号进行解码处理，并将所得解码信号传输至通信模块，由通信模块通过通信光纤传输至上位机，通过上位机对该编码单元进行控制。
进一步地，所述编码器，包括光学式编码器、磁式编码器、感应式编码器和电容式编码器中的任意一种。
进一步地，所述光伏器件的数量，为单只或多只。
进一步地，所述上位机，包括PC机、工控机和具有CPU功能的客户终端中的任意一种。
进一步地，所述能量光纤中传输光纤的数量为单根或多根，与该光纤传输式转动编码装置所需功率匹配。
进一步地，所述能量光源，包括大功率激光器或LED光源。
本发明各实施例的光纤传输式转动编码装置，由于包括用于提供工作能量的能量光源，用于传输能量光源提供的光源信号的能量光纤，用于基于能量光源提供的光源信号进行能量转换、解码处理和通信输出的编码单元，以及用于接收编码单元的通信输出信号并对编码单元的工作进行控制的上位机；能量光源，通过能量光纤连接至编码单元；上位机，通过通信光纤连接至编码单元；可以利用光纤的减低衰、高带宽的特性，实现光电编码信号的远距离、抗电磁干扰输出；从而可以克服现有技术中无法在高绝缘度要求的场合使用的缺陷，以实现能够在高绝缘度要求的场合使用、以及输送距离远和抗电磁干扰能力强的优点。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明光纤传输式转动编码装置的工作示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
根据本发明实施例，提供了一种光纤传输式转动编码装置。如图1所示，本实施例包括用于提供工作能量的能量光源，用于传输能量光源提供的光源信号的能量光纤，用于基于能量光源提供的光源信号进行能量转换、解码处理和通信输出的编码单元，以及用于接收编码单元的通信输出信号并对编码单元的工作进行控制的上位机；能量光源，通过能量光纤连接至编码单元；上位机，通过通信光纤连接至编码单元。该上位机，包括PC机、工控机和具有CPU功能的客户终端中的任意一种。该能量光纤中传输光纤的数量，可以是单根，也可以是多根，与该光纤传输式转动编码装置所需功率匹配。该能量光源，包括大功率激光器或LED光源等。
其中，上述编码单元，包括通过能量光纤与能量光源连接、且用于将能量光源提供的光源信号转换为电信号的光伏器件，以及分别通过供电线路与光伏器件连接的编码器和通信模块；编码器，通过信号传输线路与通信模块连接；编码器，用于在上位机的控制下对随转轴转动编码盘输出的编码信号进行解码处理，并将所得解码信号传输至通信模块，由通信模块通过通信光纤传输至上位机。该编码器，包括光学式编码器、磁式编码器、感应式编码器和电容式编码器中的任意一种。该光伏器件的数量，与能量光纤中传输光纤的数量相匹配，可以是单只，也可以是多只。
在上述实施例的光纤传输式转动编码装置中，能量光源发出的光经过能量光纤传输到光伏器件，光伏器件将光能转换成电能，为光电编码器和通信模块提供工作电源。该光纤传输式转动编码装置，提供了一种全光纤连接的编码装置，使用的编码器原理可以是光学式，也可以是磁式、感应式以及电容式等；这种编码器与上位机全采用光纤连接，由上位机通过能量光纤提供编码器工作以及通信所需的电力，且输出的解码信号由通信光纤传输。
上述实施例的光纤传输式转动编码装置，主要包括能量光源、传输光纤（即能量光纤）、光伏器件、编码器、通信模块和通信光纤；能量光源发射出来的光经由传输光纤传至光伏器件，光伏器件将能量光源转换成电能为编码器和通信模块提供工作电源，编码器输出解码信号由通信模块转换成光信号，再由通信光纤传输至上位机；编码器与上位机的连接全由光纤完成，利用光纤的减低衰、高带宽的特性，实现光电编码信号的远距离、抗电磁干扰输出。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种光纤传输式转动编码装置，其特征在于，包括用于提供工作能量的能量光源，用于传输所述能量光源提供的光源信号的能量光纤，用于基于所述能量光源提供的光源信号进行能量转换、解码处理和通信输出的编码单元，以及用于接收所述编码单元的通信输出信号并对编码单元的工作进行控制的上位机；所述能量光源，通过能量光纤连接至编码单元；所述上位机，通过通信光纤连接至编码单元。
2.根据权利要求1所述的光纤传输式转动编码装置，其特征在于，所述编码单元，包括通过能量光纤与所述能量光源连接、且用于将能量光源提供的光源信号转换为电信号的光伏器件，以及分别通过供电线路与所述光伏器件连接的编码器和通信模块；所述编码器，通过信号传输线路与通信模块连接；
所述编码器，用于在所述上位机的控制下对随转轴转动编码盘输出的编码信号进行解码处理，并将所得解码信号传输至通信模块，由通信模块通过通信光纤传输至上位机。
3.根据权利要求2所述的光纤传输式转动编码装置，其特征在于，所述编码器，包括光学式编码器、磁式编码器、感应式编码器和电容式编码器中的任意一种。
4.根据权利要求2所述的光纤传输式转动编码装置，其特征在于，所述光伏器件的数量，为单只或多只。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的光纤传输式转动编码装置，其特征在于，所述上位机，包括PC机、工控机和具有CPU功能的客户终端中的任意一种。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的光纤传输式转动编码装置，其特征在于，所述能量光纤中传输光纤的数量为单根或多根，与该光纤传输式转动编码装置所需功率匹配。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的光纤传输式转动编码装置，其特征在于，所述能量光源，包括大功率激光器或LED光源。
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