CN116907550A - 一种基于lc振荡电路的编码器 - Google Patents

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Abstract

本方案公开了一种基于LC振荡电路的编码器，包括转子和相对转子静止的感应部件，转子上具有围绕其转轴周向布置的金属结构，且金属结构沿其分布的周向，金属面积呈周期性变化分布；感应部件包括由电感L和电容C组成的LC振荡电路，LC振荡电路将在脉冲源的激励下产生振荡；LC振荡电路中的电感线圈被置于转子上方与金属结构相对应的位置，随着转子的转动，电感线圈将对应于金属结构的不同金属面积，处于振荡中的LC振荡电路在不同金属面积的影响下将产生不同的振荡频率供采样电路采样。本方案在转子上分布金属面积周期性变化的金属结构，同时使用LC振荡电路来感应周期性变化的金属面积，实现全新技术路线的编码器，为编码器的未来提供新的发展方向。

Description

一种基于LC振荡电路的编码器
技术领域
本发明属于旋转检测技术领域，尤其是涉及一种基于LC振荡电路的编码器。
背景技术
编码器encoder是将信号如比特流或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种。
传统的非接触式旋转编码器采用的是光电式旋转测量装置，它将被测的角位移直接转换成数字信号实现编码器功能。
本申请基于对LC振荡电路的思考和运用，提出利用LC振荡电路实现编码器功能，开辟一条编码器领域的全新技术路线。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，利用LC振荡电路频率计算原理和电感会受金属影响的原理提出一种基于LC振荡电路的编码器。
一种基于LC振荡电路的编码器，包括转子和相对转子静止的感应部件，所述的转子上具有围绕其转轴周向布置的金属结构，且金属结构沿其分布的周向，金属面积呈周期性变化分布；
所述的感应部件包括由电感L和电容C组成的LC振荡电路，所述的LC振荡电路将在脉冲源的激励下产生振荡；
LC振荡电路中的电感线圈被置于转子上方与金属结构相对应的位置，随着转子的转动，电感线圈将对应于金属结构的不同金属面积，处于振荡中的LC振荡电路在不同金属面积的影响下将产生不同的振荡频率供采样电路采样。
在上述的基于LC振荡电路的编码器中，所述的金属结构呈由围绕转轴周向间隔且均匀分布的若干金属片构成的周向金属栅结构，以构成沿转轴的周向，金属面积呈周期性变化分布的金属结构。
在上述的基于LC振荡电路的编码器中，所述的金属结构呈由围绕转轴周向均匀间隔或连续分布的若干身金属面积渐变的渐变金属片构成的分段金属结构；
每片渐变金属片的金属面积沿金属结构周向分布方向呈函数变化。
在上述的基于LC振荡电路的编码器中，每片渐变金属片的金属面积均沿金属结构分布的周向呈线性变化；
所述的渐变金属片呈镰刀状结构。
在上述的基于LC振荡电路的编码器中，所述的转子上具有内外两圈分别围绕所述转轴周向布置的金属结构，且感应部件包括两路LC振荡电路，两路LC振荡电路的电感线圈分别对应于各自位置上的金属结构；
随着转子的转动，每路处于振荡中的LC振荡电路在其对应的金属结构金属面积变化影响下具有各自的振荡频率变化情况供采样电路采样。
在上述的基于LC振荡电路的编码器中，内外两圈金属结构分别为由若干金属片构成的周向金属栅结构；且内外两圈金属栅结构的金属片相互错开分布；
或者，内外两圈金属结构，一圈为由若干金属片构成的周向金属栅结构，一圈为由若干渐变金属片沿转轴周向分布构成的分段金属结构。
在上述的基于LC振荡电路的编码器中，所述分段金属结构的若干渐变金属片依次首尾相接以使分段金属结构沿其周向分布方向呈分段线性变化，并在旋转过程中对相应LC振荡电路的振荡频率产生分段线性化的周期性影响。
在上述的基于LC振荡电路的编码器中，所述的编码器还包括LC振荡参照电路，且LC振荡参照电路的电感线圈未对应于任何金属结构，且在对应于金属结构的LC振荡电路被通有脉冲源时，该LC振荡参照电路同时被通有同等的脉冲源，以供采样电路采样作为感应部件的LC振荡电路振荡频率变化参照的标准振荡频率。
在上述的基于LC振荡电路的编码器中，所述的采样电路包括具有AD采样接口的MCU，每路LC振荡电路均连接于一个AD采样接口。
在上述的基于LC振荡电路的编码器中，所述的采样电路包括至少一个频率比较电路，每路对应于金属结构的LC振荡电路均与LC振荡参照电路对应一个频率比较电路，由频率比较电路对两路LC振荡电路的频率比较结果输出至MCU。
本发明的优点在于：
本方案实现的编码器采用了全新的技术路线，为编码器的未来提供新的发展方向；
本方案在转子上分布金属面积周期性变化的金属结构，同时使用LC振荡电路来感应周期性变化的金属面积，从而实现一种全新技术路线的编码器；
本方案采用LC振荡电路受金属面积影响原理实现编码器功能，相较于易受环境光线、尘埃、振动等外部因素影响的光电编码器具有更高的稳定性；
本方案提出由渐变金属片首尾连续构成的分段线性化的金属结构，分辨率不受刻度数量的限制，测量精度几乎无上限，相较于受刻度影响的光电编码器具有明显的精度优势；
本方案同时提出两种金属结构配合的转子结构，既能够实现很高的测量精度，又能够克服实现高测量精度的金属结构所带来的衔接处准确度问题；
本方案提出使用额外的LC振荡电路来实现标准振荡频率，使用该标准振荡频率作为检测用振荡频率的变化参照值，很好地解决了温漂的影响。
附图说明
图1为LC振荡电路的原理图；
图2为本发明基于LC振荡电路的编码器的电路原理框图；
图3为实施例一中编码器的结构图；
图4为实施例一中转子上金属结构的形状示意图；
图5为实施例一中转子上金属结构的形状示意图二；
图6为实施例二中编码器的结构图；
图7为实施例二中编码器的电路原理框图；
图8为实施例三中编码器的结构图；
图9为实施例四中编码器的结构图；
图10为实施例五中一种两个金属结构组合的编码器的结构图；
图11为实施例五中另一种两个金属结构组合的编码器的结构图；
图12为实施例六中一种两个金属结构组合的编码器的结构图；
图13为实施例六中另一种两个金属结构组合的编码器的结构图；
图14为本发明提供的频率比较电路的电路结构图。
附图标记：转子1；感应部件2；金属结构3；渐变金属片31；LC振荡电路4；电感线圈41；脉冲源5；LC振荡参照电路6；电感线圈61；转轴7；采样电路8；引线9。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，LC振荡电路是指由电感L和电容C组成选频网络，用于产生高频正弦波信号的电路，其基本原理如下：
LC振荡公式为L是以亨利为单位的电感；C是以法拉为单位的电容；fr是以赫兹为单位的输出频率。
上述公式能得出以下两个结论：
(1)如果C保持不变，L减小，频率就会增加；如果L增加，频率就会减小。
(2)如果L保持不变，C减小，频率就会增加；如果C增加，频率就会减小。
本方案旨在基于上述基本原理开辟一条编码器领域新的技术路线，主要实现方式如下：
如图2和图3所示，编码器包括转子1和相对转子1保持不动的用于感应转子1转动的感应部件2，转子1上具有围绕其转轴7周向布置的金属结构3，且金属结构3沿其分布的周向，金属面积呈周期性变化。
感应部件2包括由电感L和电容C组成的LC振荡电路4，LC振荡电路4将在脉冲源5的激励下产生振荡；
LC振荡电路4中的电感线圈41被置于转子1上方与金属结构3相对应的位置，随着转子1的转动，电感线圈41将对应于金属结构3的不同金属面积，处于振荡中的LC振荡电路4在不同金属面积的影响下将产生不同的振荡频率供采样电路8采样。
不同的金属面积将对LC振荡电路产生不同的影响，金属结构的金属面积沿周向呈周期性变化能够使对应的LC振荡电路感应到不同部位的金属部分位于其正下方。投入使用时，由脉冲源5对LC振荡电路输出高频脉冲使其产生振荡，即理论振荡频率，当不同金属面积位于线圈正下方时，LC振荡电路会因不同金属面积的影响表现出不同的振荡频率，采样电路8基于采样到的不同的振荡频率来判断转动角度。
脉冲源5可以通过各种方式实现，只要满足要求即可，如可以通过晶振的方式实现，也可以通过MCU和电容的方式实现，此方式需要MCU定期给一个高电平到电容的一端，电容在高和低的切换过程会形成脉冲信号，具体不在此限制和赘述。
采样电路8可以包括MCU，MCU内预置频率变化与角度的转换方法，以根据采集到的变化频率得到角度数据，如图3所示的金属结构，假设金属片有36片，那么LC振荡电路的振荡频率每变换一次即表示转动10度角。另外，采样电路与LC振荡电路之间可以连接处理电路，如放大电路、滤波电路等，以使得采样电路采样到更清晰的信号。
下面结合附图通过几个实施例对本方案进行详细介绍：
实施例一
如图4所示，本实施例中，金属结构3呈由沿转轴7周向间隔且均匀分布的若干金属片构成的周向金属栅结构，这些金属片结构形状完全相同，呈矩形或梯形或其他形状，以构成沿转轴7的周向，金属面积呈周期性变化分布的金属结构3。在此例中，金属结构的周期性分布形式为，有金属-无金属-有金属-无金属…。
转子1呈圆盘中间具有圆形过孔的圆环盘结构。当然，转子采用的是不会对LC振荡电路造成影响的非金属材质。图4给出的金属结构3被设计为靠近转子1的外边缘侧，在实际使用时，也可以采用如图5所示的方式，靠近转子1的内侧边缘。
具体地，转子1采用PCB板，金属片印刷在该PCB板上实现带有金属结构的转子。
进一步地，位于转子1的上方，具有电感线圈41，该电感线圈41与电容构成LC振荡电路4。如图3所示，电感线圈41位于与金属结构3相对应的位置，此处即位于金属片的正上方。转子1在转动过程中，金属结构3也随之转动，而电感线圈41的位置是不动的，所以其正下方会是金属片和空白区域的交替出现，即其交替变换地对应于金属片和空白区域，由于其通有脉冲源，所以会产生振荡频率，而金属片和空白区域交替出现在其正下方将对其振荡频率有不同的影响，当金属片位于正下方时，振荡频率较高，而当空白区域位于正下方时，振荡频率则较小，采样电路将采集到振荡频率高-低变换的结果，每变换一次表示转动一个角度。
采样电路8，脉冲源5等电路可以被设置在用于印制电感线圈41的PCB板的上表面，电感线圈41印制于该PCB板的下表面，采样电路8，脉冲源5等电路也可以通过引线9与电感线圈41连接。
与电感线圈41构成LC振荡电路的电容可以设置于用于印制电感线圈41的PCB板的上方，也可以与采样电路8、脉冲源5一样通过引线9与电感线圈41连接。
实施例二
本实施例与实施例一类似，不同之处在于，实施例一是周向金属栅+一个LC振荡电路的结构，本实施例提出了周向金属栅和两个LC振荡电路的结构，具体如图6所示。
此时，如图7所示，编码器除了一个LC振荡电路4外，还包括LC振荡参照电路6，该LC振荡参照电路6与LC振荡电路4结构完全相同，且被通有同等的脉冲源5。不同的是该LC振荡参照电路6的电感线圈61未对应于金属结构3，即其不受转子1的转动影响。
检测采样过程中，两个振荡电路被通有同等的脉冲源并各种产生振荡，采样电路8同时对两路LC振荡电路进行采样，由于LC振荡电路4会受金属结构的周期性影响，所以采样电路将采样到周期性变化的振荡频率信号，LC振荡参照电路6不受金属结构的影响，采样到的振荡频率无变化。采样电路8可将对LC振荡参照电路6采样到的振荡频率作为标准频率，作为LC振荡电路4振荡频率的变化参照值，可得到电感线圈4受金属结构的更精确的周期性影响结果。
虽然LC振荡电路在被通有稳定的脉冲源时，其振荡频率理论上是确定的，但是由于编码器使用环境的不同，以及温度的随时变化，而不同的温度将对振荡频率产生不同的影响，所以在同样的脉冲源下，同一LC振荡电路，由于温度的不同，即使不受金属的影响，也将会产生不同的振荡频率。本实施例采用第二个不受金属影响的电感线圈作为参考标准，由于两个电感线圈都处于同一温度下，通过判断增量的方式来检测，能够抵消掉温漂的影响。
具体地，由于编码器结构本身较小，转子1上的金属结构3也较小，构成金属结构3的各金属片更是细微，而且电感线圈本身结构也非常的小，所以只有当金属片位于电感线圈41正对位置时才会对其产生可测量的影响，所以此处只需要将设置电感线圈41的PCB板适当向转子径向内部或外部延伸至不再对应金属结构的位置，然后将电感线圈61置于该延长部分使其无法正对金属片即可，如图6所示即一种设置方式。
实施例三
本实施例与实施例一类似，不同之处在于，本实施例的金属结构3与实施例一中不同，本实施例中的金属结构呈由围绕转轴7周向连续分布的若干金属面积渐变的渐变金属片31构成的分段金属结构，相邻渐变金属片31之间首尾相接。
每片渐变金属片的金属面积沿金属结构3周向分布方向呈函数变化，从而构成沿转轴7的周向，金属面积呈周期性变化分布的金属结构3。
具体地，如图8所示，渐变金属片呈镰刀状结构；每片渐变金属片的金属面积均沿金属结构3分布的周向呈线性变化。由渐变金属片31首尾相接构成的金属结构整体上金属面积呈分段线性变化。
优选地，渐变金属片31金属面积最多的一端能够正对应电感线圈41的量最多，当其处于电感线圈41正下方时，对电感线圈41的影响最大，金属面积最少的一端能够正对应电感线圈41的量最少，当其处于电感线圈41正下方时，对电感线圈41的影响最小，两端之间，金属面积逐渐变化，相应地对电感线圈41的影响也逐渐变化。如图8中，电感线圈41被绕制成矩形，渐变金属片31金属面积最多的一端的宽度与电感线圈41的长度接近，接近是指可以略大于，也可以略小于，相差不超过10％，几乎可以正对应电感线圈41的全部，而金属面积最少的一端非常窄，只能正对应电感线圈41的一小部分。当然，在实际应用中，电感线圈并不一定被绕制成矩形，也可以呈其他形状，此处不进行限定。
在本实施例中，每片金属片的金属面积是各自呈线性变化的，对LC振荡电路4的影响也是线性变化的，而且由于金属结构是由渐变金属片首尾相接构成的，所以整个金属结构是一个分段线性变化的结构，对LC振荡电路4的影响也是分段线性的，对应地LC振荡电路的振荡频率的变化也是分段线性化的。
转子1在转动过程中，金属结构也随之转动，而电感线圈41的位置是不动的，所以其正下方会是金属面积线性周期性变化，由于其通有脉冲源，所以会产生振荡频率，而线性周期性变化的金属面积出现在其正下方将对其振荡频率有不同的影响，当一片渐变金属片的金属面积最大端位于正下方时，振荡频率最高，随后随着转子1的转动，该渐变金属片31位于电感线圈41正下方的金属面积将逐渐减少，而这个变化是呈线性关系的，所以振荡频率也将以线性关系逐渐降低直至该渐变金属片的金属面积最小端，随后又有下一片渐变金属片对应于电感线圈41，对其影响重复上述过程，如此周而复始便可得到转动角度。采样电路将因此采集到周期性线性变化的振荡频率，每次渐变金属片至渐变金属片的变换表示转动一个大角度，即分段线性化的段与段之间的变换表示转动一个大角度，而渐变金属片内根据振荡频率的线性变化可以得到对应转动的小角度，即每段线性分段内，根据线性变化可以得到转动的小角度。
该示例不仅能够实现角度的检测，而且能够判断方向，并且相较于实施例一中方式(实施例一中检测精度受金属片密度影响)，金属片之间可以无间隔设置，因此能够实现更高的检测精度。
实施例四
本实施例与实施例三类似，不同之处在于，如图9所示，本实施例与实施例二一样，提出了参照用的LC振荡参照电路6，即在对应于金属结构3的LC振荡电路的基础上，还具有第二路LC振荡电路，此处称为LC振荡参照电路6，该LC振荡参照电路6与检测用的LC振荡电路4结构完全相同，且被通有等同的脉冲原5。不同的是该LC振荡参照电路6的电感线圈61未对应于金属结构3，即其不受转子1的转动影响。
检测采样过程中，两个振荡电路被通有同等的脉冲源并各种产生振荡，采样电路8同时对两路LC振荡电路进行采样，由于LC振荡电路4会受金属结构的周期性影响，所以采样电路将采样到分段线性变化的振荡频率信号，LC振荡参照电路6不受金属结构的影响，采样到的振荡频率无变化。本实施例同样采用第二个不受金属影响的电感线圈作为参考标准，由于两个电感线圈都处于同一温度下，通过判断增量的方式来检测，能够抵消掉温漂的影响，故可得到电感线圈4受金属结构的更精确的周期性影响结果。
同样地，此处也只需要将设置电感线圈41的PCB板适当向转子径向内部或外部适当至不再对应金属结构的位置，然后将电感线圈61置于该延长部分使其无法正对金属片即可，图9所示是向内部延伸的一种示例。
实施例五
本实施例与实施例一或实施例三类似，不同之处在于，本实施例提出采用两个金属结构相结合的方式来提高检测精度，具体如下：
转子1上具有内外两圈分别围绕转轴7周向布置的金属结构3，且感应部件2包括两路LC振荡电路4，两路LC振荡电路4的电感线圈41分别对应于一个金属结构3；随着转子1的转动，每路处于振荡中的LC振荡电路4在其对应的金属结构3金属面积变化影响下具有各自的振荡频率变化情况供采样电路采样。
图10所示给出了采用两个实施例一中金属结构的方案，即内外两圈金属结构3分别为由若干金属片构成的周向金属栅结构。当转子1转动时，对应的LC振荡电路4的振荡频率会发生变化，内圈对应的振荡频率的变化，外圈对应的振荡频率也发生变化，并且，内外两圈金属片是相互错开的分布的，当转子转动时，内外圈的振荡频率是先后变化的，内圈振荡频率变化到外圈振荡频率变化经过的角度则是固定的，至此则可以根据变化逻辑来提高检测精度。
图11所示给出了结合实施例一和实施例三两个金属结构方案的一种更优的编码器结构，具体为，内外两圈金属结构3，一圈为由若干金属片构成的周向金属栅结构，一圈为由若干渐变金属片31沿转轴7周向分布构成的金属结构3，可以是周向金属栅结构在外侧，渐变金属片构成的金属结构在内侧，也可以反过来，此处不限定。
图11所示为以后者为例，两路LC振荡电路4的电感线圈41分别对应内部的金属结构3和外部的金属结构3，转子1转动时，两个金属结构同时转动，采样电路8将分别采样到两路LC振荡电路的振荡频率。下面以图11组合方式为例进行说明，所提及的内圈是指周向金属栅结构，外圈是渐变金属片构成的分段金属结构：基于外圈可以判断旋转方向，同时由于外圈精度较高，内圈精度较低，而外圈由于相邻渐变金属片是首尾相接的，所以衔接处会存在判断不准确的问题，本实施例通过将两个金属结构方案以内外组合方式相结合，可以使用内圈做粗判断，外圈做细判断，并且用内圈弥补外圈衔接处的精度问题，同时用外圈判断方向。即，该实施例所实现的编码器不仅具有高的检测精度，而且能够判断目标的旋转方向。
实施例六
本实施例与实施例五类似，不同之处在于，本实施例与实施例二一样，提出了参照用的LC振荡参照电路6，即在用于分别对应于两个金属结构3的LC振荡电路的基础上，还具有第三路LC振荡电路，此处称为LC振荡参照电路6，该LC振荡参照电路6与两路检测用的LC振荡电路4结构完全相同，且被通有等同的脉冲原5。各路LC振荡电路4的脉冲源5可以为同一个，也可以为不同一个，只要保证提供给LC振荡电路的是相同的脉冲源即可，此处优选同一个脉冲源。
同样地，该第三路LC振荡电路的电感线圈61未对应于任何一个金属结构，如图12和13所示，无论转子如何转动，电感线圈61下方始终不会有金属，其始终不会正对于金属。
检测采样过程中，三路LC振荡电路被通有同等的脉冲源并各种产生振荡，采样电路8同时对三路LC振荡电路进行采样，由两路于LC振荡电路4会受金属结构的周期性影响，所以采样电路将采样到周期性变化的振荡频率信号，如果振荡电路的电感线圈对应的是周向金属栅结构，则采样电路会对其采样到一高一低周期性变化的振荡频率，如果振荡电路的电感线圈对应的是由渐变金属片构成的金属结构，则采样电路会对其采样到分段线性变化的振荡频率信号，而第三路LC振荡电路—LC振荡参照电路6不受金属结构的影响，采样到的振荡频率无变化。采样电路8可以将对LC振荡参照电路6采样到的振荡频率作为标准频率，利用三路完全一样的LC振荡电路，以及三路LC振荡电路处于同一温度环境下，将第三路不受金属影响的LC振荡电路的振荡频率作为两个受金属影响呈周期性变化的LC振荡电路的振荡频率的变化参照值，从而解决温漂所带来的问题。
进一步地，本方案中，对感应部件2中LC振荡电路4的采样可以直接由MCU的AD采样接口实现，当然，若有包含放大电路、滤波电路等电路的处理电路，则经过处理电路连接至MCU的AD采样接口，由MCU直接对LC振荡电路进行AD采样。
在具有LC振荡参照电路6的示例中，也可以由MCU的AD采样接口对各路LC振荡电路进行采样，将通过LC振荡参照电路6得到的振荡频率作为每个采样时刻的标准频率，MCU基于这个标准频率对振荡频率的变化情况进行温漂修正，如某时刻得到的标准频率是A，与金属结构对应的LC振荡电路4的振荡频率是B，那么其实际受金属影响的变化应当是B-A。
也可以使用频率比较电路，每路对应于金属结构3的LC振荡电路4均与LC振荡参照电路6对应一个频率比较电路，由频率比较电路对两路LC振荡电路4的频率比较结果输出至MCU。若是实施例一或三场景，则有一路频率比较电路，若是实施例五场景，则有两路频率比较电路，一路或两路频率比较电路原理类似，下方以一路为例对该电路的原理进行说明。
频率比较电路如图14所示，其工作原理为：F1、F2两个输入信号端分别接LC振荡电路4和LC振荡电路6,以分别将两路振荡电路的频率信号输入至频率比较电路。两个输入信号，一个使电容器C4放电，一个使电容器C4充电。在静止状态时，电容器C4将通过由R3和R4组成的分压器充一半的电压。在使用时，F1端的频率信号供给晶体管T1的基极，晶体管T1将根据输入频率开关，然后会产生一系列与输入信号频率相对应的脉冲，该脉冲用来控制晶体管T2，晶体管T2继续进行开关，从而让C4以输入F1频率脉冲放电。T4侧的输入F2驱动另一个由T3，C6和D2组成的二极管泵，并以对应于输入F2频率的短脉冲为C4充电。如果两个输入频率一样，充电和放电周期C4将会相同并且因此通过C4的电压水平等于电源电压的一半。如果输入F1的频率低于输入F2的频率，那么通过电容器C4的电压将高于电源电压的一半。如果输入F1的频率比输入F2的频率高，那么通过电容器C4的电压将会低于电源电压的一半。频率比较电路的两个输入端分别连接于LC振荡电路4中电容的一端和LC振荡电路6中电容的一端，通过前述原理获得两个振荡频率，将比较输出结果输出给MCU，此时MCU接收到的就是经过温漂修正后的结果。
本实施例中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种基于LC振荡电路的编码器，其特征在于，包括转子(1)和相对转子(1)静止的感应部件(2)，所述的转子(1)上具有围绕其转轴(7)周向布置的金属结构(3)，且金属结构(3)沿其分布的周向，金属面积呈周期性变化分布；
所述的感应部件(2)包括由电感L和电容C组成的LC振荡电路(4)，所述的LC振荡电路(4)将在脉冲源(5)的激励下产生振荡；
LC振荡电路(4)中的电感线圈(41)被置于转子(1)上方与金属结构(3)相对应的位置，随着转子(1)的转动，电感线圈(41)将对应于金属结构(3)的不同金属面积，处于振荡中的LC振荡电路(4)在不同金属面积的影响下将产生不同的振荡频率供采样电路(8)采样。
2.根据权利要求1所述的基于LC振荡电路的编码器，其特征在于，所述的金属结构(3)呈由围绕转轴(7)周向间隔且均匀分布的若干金属片构成的周向金属栅结构，以构成沿转轴(7)的周向，金属面积呈周期性变化分布的金属结构(3)。
3.根据权利要求2所述的基于LC振荡电路的编码器，其特征在于，所述的金属结构(3)呈由围绕转轴(7)周向均匀间隔或连续分布的若干金属面积渐变的渐变金属片(31)构成的分段金属结构；
每片渐变金属片(31)的金属面积沿金属结构(3)周向分布方向呈函数变化。
4.根据权利要求3所述的基于LC振荡电路的编码器，其特征在于，每片渐变金属片(31)的金属面积均沿金属结构(3)分布的周向呈线性变化；
所述的渐变金属片(31)呈镰刀状结构。
5.根据权利要求1所述的基于LC振荡电路的编码器，其特征在于，所述的转子(1)上具有内外两圈分别围绕所述转轴(7)周向布置的金属结构(3)，且感应部件(2)包括两路LC振荡电路(4)，两路LC振荡电路(4)的电感线圈(41)分别对应于各自位置上的金属结构(3)；
随着转子(1)的转动，每路处于振荡中的LC振荡电路(4)在其对应的金属结构(3)金属面积变化影响下具有各自的振荡频率变化情况供采样电路(8)采样。
6.根据权利要求5所述的基于LC振荡电路的编码器，其特征在于，内外两圈金属结构(3)分别为由若干金属片构成的周向金属栅结构；且内外两圈金属栅结构的金属片相互错开分布；
或者，内外两圈金属结构(3)，一圈为由若干金属片构成的周向金属栅结构，一圈为由若干渐变金属片(31)沿转轴(7)周向分布构成的分段金属结构。
7.根据权利要求3-5或6任意一项所述的基于LC振荡电路的编码器，其特征在于，所述分段金属结构的若干渐变金属片依次首尾相接以使分段金属结构沿其周向分布方向呈分段线性变化，并在旋转过程中对相应LC振荡电路的振荡频率产生分段线性化的周期性影响。
8.根据权利要求1所述的基于LC振荡电路的编码器，其特征在于，所述的编码器还包括LC振荡参照电路(6)，且LC振荡参照电路(6)的电感线圈(61)未对应于任何金属结构(3)，且在对应于金属结构(3)的LC振荡电路(4)被通有脉冲源(5)时，该LC振荡参照电路(6)同时被通有同等的脉冲源(5)，以供采样电路(8)采样作为感应部件(2)的LC振荡电路(4)振荡频率变化参照的标准振荡频率。
9.根据权利要求1-6或8任意一项所述的基于LC振荡电路的编码器，其特征在于，所述的采样电路(8)包括具有AD采样接口的MCU，每路LC振荡电路(4)均连接于一个AD采样接口。
10.根据权利要求8所述的基于LC振荡电路的编码器，其特征在于，所述的采样电路(8)包括至少一个频率比较电路，每路对应于金属结构(3)的LC振荡电路(4)均与LC振荡参照电路(6)对应一个频率比较电路，由频率比较电路对两路LC振荡电路(4)的频率比较结果输出至MCU。
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