CN202885841U

CN202885841U - 绝对值磁电编码器

Info

Publication number: CN202885841U
Application number: CN 201220533387
Authority: CN
Inventors: 裘奋
Original assignee: Shanghai Gemple Mechanic & Electric Co Ltd
Current assignee: Shanghai Gemple Mechanic & Electric Co Ltd
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2022-10-17

Abstract

本实用新型提供一种绝对值磁电编码器，其包括一底座，该绝对值磁电编码器还包括一中心轴、一第一磁盘和一磁感应电路板，该中心轴和该磁感应电路板均与该底座固定连接，该第一磁盘与该中心轴相互枢接，该磁感应电路板用于检测该第一磁盘的磁场分布并输出一电信号。在本实用新型的绝对值磁电编码器中，该第一磁盘相对于地磁场保持固定，该磁感应电路板和该中心轴跟随该底座转动。在第一磁盘保持与地磁场相对固定的条件下，通过底座带动磁感应电路板转动，依然能够实现对旋转角度的测量。简而言之，通过应用相对运动的原理和指南针的原理，不仅节省了机械传动部件，而且无相对回转误差。

Description

绝对值磁电编码器

技术领域

本实用新型涉及测量仪表领域，特别涉及一种绝对值磁电编码器。

背景技术

编码器（encoder）是把角位移或直线位移转换成电信号的一种装置。前者称为码盘，后者称码尺．按照数据读出方式的不同，编码器可以分为接触式和非接触式两种。接触式采用电刷输出，通过电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是“1”还是“0”；非接触式的接受敏感元件包括光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是“1还是“0。

同传统的光电式和光栅式编码器相比，磁电式编码器具有抗振动、抗腐蚀、抗污染、抗干扰和宽温度的特性，因此可应用于传统的光电编码器不能适应的领域。磁电编码器原理是采用磁阻或者霍尔元件对变化的磁性材料的角度或者位移值进行测量，磁性材料角度或者位移的变化会引起一定电流或者电压的变化，通过放大电路对变化量进行放大，通过单片机处理后输出脉冲信号或者模拟量信号，达到测量的目的。其结构分为采样检测和放大输出两部分，采用检测一般采用桥式电路来完成，有半桥和全桥两种，放大输出一般通过三极管和运放等器件去实现。

现有的绝对值磁电编码器包括机械传动部件、旋转轴和固定于旋转轴末端的磁盘。工作时，待测量物体通过机械传动部件带动旋转轴旋转，进而带动磁盘旋转。现有的绝对值磁电编码器需要机械传动部件，不仅结构复杂而且成本较高。另外，机械传动部件因正反转而存在机械误差或相对回转误差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中的绝对值磁电编码器需要机械传动部件和旋转轴带动磁盘旋转的缺陷，提供一种绝对值磁电编码器，该绝对值磁电编码器的磁盘相对于地磁场保持固定，并且无需机械传动部件。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种绝对值磁电编码器，其包括一底座，其特点在于，该绝对值磁电编码器还包括一中心轴、一第一磁盘和一磁感应电路板，该中心轴和该磁感应电路板均与该底座固定连接，该第一磁盘与该中心轴相互枢接，该磁感应电路板用于检测该第一磁盘的磁场分布并输出一电信号。

较佳的，该中心轴上还枢接有一第二磁盘，该第二磁盘用于支撑并带动该第一磁盘旋转。制作时，该第二磁盘的磁场强度一般较该第一磁盘大，以便较为迅速地驱动该第一磁盘旋转而矫正偏转角。

较佳的，该第一磁盘或该第二磁盘通过一轴承与该中心轴相枢接。该些轴承的作用是使用滚动代替滑动，避免该第二磁盘与该中心轴直接接触而摩擦力较大的问题。

较佳的，该中心轴上还枢接有一轴承、一转盘和一第二磁盘，该轴承用于支撑该转盘，该转盘用于支撑第二磁盘，该第二磁盘用于支撑并带动该第一磁盘旋转。

较佳的，该绝对值磁电编码器还包括一保护罩，该保护罩与该底座的邻接处还设置有一密封圈。该密封圈的作用是防尘防水。

较佳的，该保护罩的材质为金属、陶瓷或塑料。

较佳的，该保护罩的材质为玻璃或透明塑料。通过使用玻璃或透明塑料，不仅便于观察该绝对值磁电编码器内部各个元器件的工作状况，而且该绝对值磁电编码器也更加美观。

较佳的，该保护罩上设置有一分集线头，该分集线头用于汇集由该磁感应电路板分出的信号线并将所述信号线与外界一线缆电连接。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型提供了一种绝对值磁电编码器，该第一磁盘相对于地磁场保持固定，磁感应电路板和中心轴跟随底座转动。在第一磁盘保持与地磁场相对固定的条件下，通过底座带动磁感应电路板转动，依然能够实现对旋转角度的测量。简而言之，通过应用相对运动的原理和指南针的原理，不仅节省了机械传动部件，而且无相对回转误差。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的绝对值磁电编码器的结构示意图。

图2为图1中的第一磁盘和第二磁盘的结构示意图。

附图标记说明：

底座：1 密封圈：2

中心轴：3 轴承：4

转盘：5 第二磁盘：6

第一磁盘：7 磁感应电路板：8

保护罩：9 分集线头：10

线缆：11

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。

如图1-2所示，本实施例的绝对值磁电编码器包括一底座1、一保护罩9、一中心轴3、一第一磁盘7和一磁感应电路板8，该中心轴3和该磁感应电路板8均与该底座1固定连接，该第一磁盘7与该中心轴3相互枢接，该磁感应电路板8用于检测该第一磁盘1的磁场分布并输出一电信号。该中心轴3上还枢接有一轴承4、一转盘5和一第二磁盘6，该轴承4用于支撑该转盘5，该转盘5用于支撑第二磁盘6，该第二磁盘6用于支撑并带动该第一磁盘7旋转。该保护罩9与该底座1的邻接处还设置有一密封圈2。本实施例的保护罩9的材质为透明钢化玻璃。该保护罩9上设置有一分集线头10，该分集线头10用于汇集由该磁感应电路板8分出的信号线并将该信号线与外界一线缆11电连接。该第一磁盘7的上表面与该磁感应电路板8空隙小于3毫米，以便能够精确检测该第一磁盘7的磁场强度的变化。

安装时，将该底座1固定于待测量物体上，将该磁感应电路板8分出的信号线与该分集线头10的进线端连接，将线缆11与该分集线头10的出线端相连接，线缆传输的信号可以通过显示器进行显示。

使用时，待测量物体带动该中心轴3和该磁感应电路板8旋转，该第二磁盘6带动该第一磁盘7旋转并矫正偏角，最终达到与地磁场相对稳定的方位，即该第二磁盘6的N极和该第一磁盘7的N极始终指向地磁的S极。由于该磁感应电路板8跟随待测量物体旋转，而该第一磁盘7不随待测量物体旋转（相对地磁场固定，犹如指南针），因此该磁感应电路板8相对于该第一磁盘7必然形成一旋转角度，该旋转角度必然等于待测量物体的旋转角度。通过测量该第一磁盘7的磁场，该磁感应电路板8的最终计算出该旋转角度。

该第二磁盘6的尺寸和磁场强度都较该第一磁盘7大，以便较为迅速地驱动该第一磁盘7旋转而矫正偏转角。该轴承4的作用是使用滚动代替滑动，摒弃该第二磁盘6与该中心轴3直接接触而摩擦力较大的问题。该密封圈2的作用是防尘防水。该分集线头10作用是便于导线的连接和分集。

实际制作时，该保护罩9的材质还可以为其它非透明材质，例如，金属、陶瓷或非透明塑料，但这种情况下不便于观察绝对值磁电编码器内部元器件的运转情况。其次，也可以只设置该第一磁盘7而摒弃该第二磁盘6，但此时该第一磁盘7不能够迅速而精确地恢复至与地磁场相对稳定的方位。再次，该轴承4、该密封圈2、该分集线头10是实现相应更好测量效果时的进一步要求，研发人员可以适当地取舍或更换。最后，还可以采用该第一磁盘和/或该第二磁盘通过一轴承与该中心轴相枢接的结构形式。

本实施例还给出一种制作出磁电编码器的方法，该方法包括以下步骤：

首先，将一磁感应电路板与一密封盒体相固定；然后，在该密封盒体内充满透明液体，并在该密封盒体内放置一第三磁盘，该液体用于悬浮该第三磁盘。在悬浮于透明液体的情况下，该第三磁盘相对于地磁场保持固定。

安装时，将密封盒体水平地固定于待测量物体的表面。工作时，该待测量物通过该密封盒带动该磁感应电路板旋转，而该第三磁盘不会旋转，通过测量该第三磁盘的磁场，该磁感应电路板最终计算出该旋转角度。

通过该方法制作的磁电编码器仅包括一个密封盒体、一个磁感应电路板、一个第三磁盘或磁针，因此结构极其简单。

需要指出的是：本实施例的绝对值磁电编码器在使用时最好与地面保持平行，以便使得该些磁盘或磁针迅速地感应地磁场。另外，在现有的绝对值磁电编码器中，机械传动轴需要伸出壳体，因此传动轴孔处无法做到绝对密封。但是，在本实施例的绝对值磁电编码器中，该中心轴3无需伸出该保护罩9与该底座1，因此该保护罩9与该底座1可以制作成绝对密封，进而本实施例的绝对值磁电编码器能够应用于深海中。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种绝对值磁电编码器，其包括一底座，其特征在于，该绝对值磁电编码器还包括一中心轴、一第一磁盘和一磁感应电路板，该中心轴和该磁感应电路板均与该底座固定连接，该第一磁盘与该中心轴相互枢接，该磁感应电路板用于检测该第一磁盘的磁场分布并输出一电信号。

2.如权利要求1所述的绝对值磁电编码器，其特征在于，该中心轴上还枢接有一第二磁盘，该第二磁盘用于支撑并带动该第一磁盘旋转。

3.如权利要求2所述的绝对值磁电编码器，其特征在于，该第一磁盘或该第二磁盘通过一轴承与该中心轴相枢接。

4.如权利要求1所述的绝对值磁电编码器，其特征在于，该中心轴上还枢接有一轴承、一转盘和一第二磁盘，该轴承用于支撑该转盘，该转盘用于支撑第二磁盘，该第二磁盘用于支撑并带动该第一磁盘旋转。

5.如权利要求1所述的绝对值磁电编码器，其特征在于，该绝对值磁电编码器还包括一保护罩，该保护罩与该底座的邻接处还设置有一密封圈。

6.如权利要求1所述的绝对值磁电编码器，其特征在于，该保护罩的材质为金属、陶瓷或塑料。

7.如权利要求1所述的绝对值磁电编码器，其特征在于，该保护罩的材质为玻璃或透明塑料。

8.如权利要求1-7中任意一项所述的绝对值磁电编码器，其特征在于，该保护罩上设置有一分集线头，该分集线头用于汇集由该磁感应电路板分出的信号线并将所述信号线与外界一线缆电连接。