CN203432593U - 一种双输出磁电编码器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双输出磁电编码器，包括主体、转轴、磁钢、电路板和外壳；主体与转轴连接；磁钢设置在转轴上；电路板固定在外壳内部；电路板两侧分别设置有第一霍尔传感元件和第二霍尔传感元件。本实用新型提供的双输出磁电编码器，能够增量式输出和绝对值输出信号的独立；第一霍尔传感元件和第二霍尔元件的功能能够灵活切换；体积小，适用于安装条件苛刻的环境。

Description

一种双输出磁电编码器

技术领域

本实用新型属于编码器技术领域，涉及一种旋转编码器，具体涉及一种双输出磁电编码器。

背景技术

磁编码器广泛应用于数控机床、伺服电机、金融设备、电梯门控等工业自动化设备，以及新能源汽车、舞台控制德国新型使用领域。编码器在对电机转速控制、位移控制、角度检测等方面具有独特优势，与控制器构成全闭环控制系统。磁电编码器采用霍尔原理，非接触式设计，特别针对恶劣工作环境，如高尘、强震动、潮湿等应用环境开发，克服光电编码器对恶劣环境适应性差的特点设计，是一款应用性极广的旋转编码器。

增量式编码器，将角度值信号转换为TTL电平信号，输出ABZ三相，利用相位差判断电机旋转方向，通过检测单位周期内的脉冲个数，判断电机转速。主要输出方式：集电极开路(OC)、电压(E)、驱动器（L）、推挽(F)输出。

绝对值编码器，将角度值信号转换为二进制码或者格雷码，以串行通讯协议(SSI)通过SSI接口输出，通过判断数据变化的趋势确定电机转向和速度控制。

在工控自动化领域，编码器的使用一直是很关键的部件，而编码器的精度又直接关系到整个设备的精确度。目前大部分设备都单独使用增量编码器或者绝对值编码器，而有时又需要同时使用增量编码器和绝对值编码器，所以解决方案都是同轴安装两种编码器，无疑增加了投入成本和要求更大的安装空间。

光电编码器也是双输出编码器的研究方案之一，但是在外部码盘上面的处理，增量码盘和绝对值码盘的同时安装使用，这就要求更大的内部空间，结果是增加编码器整体外形尺寸，对于安装空间较小的地方显然不适用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于为安装空间较小等苛刻环境提供一种双输出的磁电编码器，满足增量式输出和绝对值输出信号的独立。

为达到上述目的，本实用信息采取的技术方案是：提供一种双输出磁电编码器，其特征在于：包括主体、转轴、磁钢、电路板和外壳；所述主体与转轴连接；所述磁钢设置在转轴上；所述电路板固定在外壳内部；所述电路板两侧分别设置有第一霍尔传感元件和第二霍尔传感元件。

第一霍尔传感元件与磁钢之间的距离为0.38mm~3mm。第二霍尔传感元件与磁钢之间的距离为0.38mm~3mm。

所述电路板包括前置放大器、数字信号处理器、OTP零位编程模块、脉冲宽度调制接口模块、绝对值编码器接口模块、增量式编码器接口模块；所述前置放大器与数字信号处理器连接；所述数字信号处理器分别与脉冲宽度调制接口模块和绝对值编码器接口模块连接；所述OTP零位编程模块包含OTP寄存器；所述OTP寄存器分别与绝对值编码器接口模块和增量式编码器接口模块连接；所述绝对值编码器接口模块与增量式编码器接口模块连接。

所述前置放大器分别与第一霍尔传感元件和第二霍尔传感元件连接。

所述电路板还包括电源模块。

上述OTP零位编程模块是霍尔传感元件内部OTP寄存器集合外围电路构成的一个能够完成零位编写的电路模块，OTP寄存器就是这个电路模块的操作对象，即通过这个零位编程模块电路完成对寄存器的熔丝操作。

本实用新型提供的双输出磁电编码器具有以下有益效果：

1、能够增量式输出和绝对值输出信号的独立；

2、第一霍尔传感元件和第二霍尔元件的功能能够灵活切换；

3、体积小，适用于安装条件苛刻的环境。

附图说明

图1为双输出磁电编码器的爆炸图；

图2为电路板的内部结构框图。

其中，1、主体；2、转轴；3、磁钢；4、电路板；5、外壳；6、第一霍尔传感元件；7、第二霍尔传感元件。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型提供的双输出磁电编码器包括主体1、转轴2、磁钢3、电路板4和外壳5；主体1与转轴2连接；磁钢3设置在转轴2上；电路板4固定在外壳5内部；电路板4两侧分别设置有第一霍尔传感元件6和第二霍尔传感元件7。第一霍尔传感元件6与磁钢3之间的距离为0.38mm~3mm。第二霍尔传感元件7与磁钢3之间的距离为0.38mm~3mm。

如图2所示，电路板4包括前置放大器、数字信号处理器、脉冲宽度调制接口模块、绝对值编码器接口模块、增量式编码器接口模块和电源模块、电源模块和OTP零位编程模块；前置放大器与数字处理信号连接；数字信号处理器分别与脉冲宽度调制接口模块和绝对值编码器接口模块连接；OTP零位编程模块包含OTP寄存器和OTP寄存器的外围电路； OTP寄存器分别与绝对值编码器接口模块和增量式编码器接口模块连接；绝对值编码器接口模块与增量式编码器接口模块连接；前置放大器分别与第一霍尔传感元件6和第二霍尔传感元件7连接。

该双输出磁电编码器为双输出(绝对值和增量式)方式，基于绝对值编码器单独SSI输出和增量式  编码器集电极开路(OC)、电压(E)、驱动器（L）、推挽(F)输出进行综合设计技术方案。

磁电增量式编码器部分，电源模块为独立DC-DC电源处理模块，宽电压（5～30V）；第一霍尔传感元件6或者第二霍尔传感元件7采集信号；增量式编码器接口模块设置有多种输出方式(也即外围电路处理部分)可选，包括集电极开路输出（OC）、电压输出（E）、驱动器输出（L）和推免输出（F）。

磁电绝对值编码器部分，电源模块为独立DC-DC电源处理模块，宽电压（5～30V）；第一霍尔传感元件6活第二霍尔传感元件7采集信号；绝对值编码器接口模块的输出方式为串行通讯协议（SSI）输出。

电源模块作为公共电源，分别将第一霍尔传感元件6或者第二霍尔传感元件7，引入到外围电路，完成信号的整合处理。

双输出磁电编码器，以霍尔感应原理实现，无需增加多余的部件，只需要整合两种电路，利用第一霍尔传感元件6和第二霍尔传感元件7即可，其信号输出全部为独立信号，无干扰，并且实现增量和绝对值信号对系统信息反馈的整体同步，其体积可以做到外直径20mm，特别适合安装环境苛刻的地方，比如小空间、高精度等；是针对磁电编码器使用领域（如舞台控制系统）要求信号双输出的一致功能创新。

虽然以上述较佳的实施例对本实用新型做出了详细的描述，但并非用上述实施例限定本实用新型。本领域的技术人员应当意识到在不脱离本实用新型技术方案所给出的技术特征和范围的情况下，对技术特征所作的增加、以本领域一些同样内容的替换，均应属本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种双输出磁电编码器，其特征在于：包括主体（1）、转轴（2）、磁钢（3）、电路板（4）和外壳（5）；所述主体（1）与转轴（2）连接；所述磁钢（3）设置在转轴（2）上；所述电路板（4）固定在外壳（5）内部；所述电路板（4）两侧分别设置有第一霍尔传感元件（6）和第二霍尔传感元件（7）。

2.根据权利要求1所述的双输出磁电编码器，其特征在于：第一霍尔传感元件（6）与磁钢（3）之间的距离为0.38mm~3mm。

3.根据权利要求1所述的双输出磁电编码器，其特征在于：第二霍尔传感元件（7）与磁钢（3）之间的距离为0.38mm~3mm。

4.根据权利要求1所述的双输出磁电编码器，其特征在于：所述电路板（4）包括前置放大器、数字信号处理器、OTP零位编程模块、脉冲宽度调制接口模块、绝对值编码器接口模块、增量式编码器接口模块；所述前置放大器与数字信号处理器连接；所述数字信号处理器分别与脉冲宽度调制接口模块和绝对值编码器接口模块连接；所述OTP零位编程模块包含OTP寄存器；所述OTP寄存器分别与绝对值编码器接口模块和增量式编码器接口模块连接；所述绝对值编码器接口模块与增量式编码器接口模块连接。

5.根据权利要求4所述的双输出磁电编码器，其特征在于：所述前置放大器分别与第一霍尔传感元件（6）和第二霍尔传感元件（7）连接。

6.根据权利要求4所述的双输出磁电编码器，其特征在于：所述电路板（4）还包括电源模块。

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