CN204807102U - 一种光电增量编码器z道信号采集装置 - Google Patents

Abstract

一种光电增量编码器Z道信号采集装置，属于光电编码器信号采集装置。该Z道信号采集装置包括：转动盘、动光栅条、定光栅片、光电接收器、红外平行光发射二极管和信号比较器；动光栅条连接在转动盘上；动光栅条和定光栅片及光电接收器位于同一圆周运动轨迹上；红外平行光发射二极管、动光栅条、定光栅片和光电接收器顺序安装，定光栅片遮住光电接收器，红外平行光发射二极管垂直于定光栅片照射，中间隔有转动盘；光电接收器的输出信号与信号比较器的输入端连接。解决了现有个环扇形面积产生的电压值排布法比较器正、负输入端得到电压值最大和最小反差较小不能很好获得理想输出的问题，实现了反差加大的效果，达到了Z道信号检出更稳定可靠的目的。

Description

一种光电增量编码器Z道信号采集装置

技术领域

本发明涉及一种光电编码器信号采集装置，特别是一种光电增量编码器Z道信号采集装置。

背景技术

目前，光电增量编码器Z道采集技术，要求环扇形平均弧长为2T、1T、1/2T或1/4T，所述的“T”为：T＝2∏r/n，r为A道和B道的半径的平均值，n为光电增量编码器的线数。对于2500线以上直径58毫米以下的光电编码器而言，T的长度是很短的，T乘上环扇形径向长度即为环扇形面积，同样这个面积也是很小的，在这样很小的面积上光电接收器产生的电压值也是很小的，现有技术都采用多个环扇形面积集合采集法，来解决单个面积电压值小的问题。如51环扇形排布法，透光19个环扇形，不透光32个环扇形，光电接收器外道的中间过程透光不小于11个，内道的中间过程不大于8个，在比较器上反相不导通工作的差值为：11个-8个＝3个，导通工作时正相差值为：19个-0个＝19个。本发明Z道采集装置可以达到比较器正相导通时为22个透光环扇形，不导通时反相为10个环扇形，增加了正相导通时的环扇形个数，加大了反相不导通时比较器的反差值，比较器工作的稳定性比现有技术提高。

发明内容

本实用新型的目的是要提供一种光电增量编码器Z道信号采集装置，解决现有的51个环扇形排布法得到的检出位置和中间过程正相和反相电压值反差较小、不能很好的获得理想输出值的问题。

本实用新型的目的是这样实现的：该Z道信号采集装置包括：转动盘、动光栅条、定光栅片、光电接收器、红外平行光发射二极管和信号比较器；动光栅条连接在转动盘上；动光栅条和定光栅片及光电接收器位于同一圆周运动轨迹上；红外平行光发射二极管、动光栅条、定光栅片和光电接收器顺序安装，定光栅片遮住光电接收器，红外平行光发射二极管垂直于定光栅片照射，中间隔有转动盘；光电接收器的输出信号与信号比较器的输入端连接。

所述的动光栅条包括：动光栅75T格外条和动光栅75T格内条；动光栅75T格外条在外侧，动光栅75T格内条在内侧；动光栅75T格外条和动光栅75T格内条分别为动光栅外条75个环扇形和动光栅内条75个环扇形。

所述的定光栅片包括：定光栅外条和定光栅内条；定光栅外条在外侧，定光栅内条在内侧；定光栅外条和定光栅内条分别为定光栅外条75个环扇形和定光栅内条75个环扇形；定光栅外条和定光栅内条的75个环扇形中有22个透光，53个不透光，按规定排列。

所述的光电接收器有二道光电接收器，分别光电接收器外道和光电接收器内道。

所述的红外平行光发射二极管垂直位于定光栅片的上方，中间隔有转动盘。

动光栅外条和定光栅外条及光电接收器外道位于同一圆周运动轨迹上；动光栅内条和定光栅内条及光电接收器内道位于同一圆周运动轨迹上；光电外道接收器外道和光电接收器内道的输出信号分别与信号比较器的负输入端和正输入端连接。

所述的信号比较器是运算放大器的一种，运算放大器的正输入端与光电接收内道的输出端连接；运算放大器的负输入端与光电接收器的外道的输出端连接，运算放大器的正、负输入端均通过电阻接电源负极；运算放大器的输出端通过电阻与正输入端连接，运算放大器的输出端通过电阻与正电源连接。

有益效果，由于采用了上述方案，光电增量编码器Z道的信号采集是这样一个过程，红外平行光发射管发射平行光线，通过转动盘的动光栅条、定光栅片、光电接收器的输出端与比较器输入端相连接，采集到转动盘的动、静光电信号。动光栅条、定光栅条设有75个环扇形，定外光栅条、定内光栅条有22个环扇形格透光，53个不透光，按规定排列；动外光栅条75个环扇形，53个透光，22个不透光，动内光栅条75个环扇形，22个透光，53个不透光，按规定排列；定光栅片遮住光电接收器，动光栅外条、定光栅外条、光电接收器外道位于同一圆周运动轨迹上；动光栅内条、定光栅内条、光电接收器内道位于同一圆周运动轨迹上。动光栅外条、定光栅外条、光电接收器外道组合能产生最大22个环扇形面积产生的电压值，最小0个环扇形面积产生的电压值，中间过程不小于16个环扇形面积产生的电压值；动光栅内条、定光栅内条、光电接收器内道组合能产生最小0个环扇形面积电压值，最大22个环扇形面积产生的电压值，中间过程不大于6个环扇形面积产生的电压值。在比较器正、负输入端上，一圈只有一个确定位置比较器正输入端获得22个环扇形面积电压值，负输入端获得0个环扇形面积电压值，这22个环扇形面积产生的电压值是比较器开通阈值的4倍之多，比较器能可靠导通，也就是Z道的采集检出位置。其余位置，比较器正输入端得到的电压值在0个到6个环扇形面积产生的电压值之间；负输入端得到的电压值在16个到22个环扇形面积产生的电压值之间，正输入端电压值低于负输入端，在22个到10个环扇形面积产生的电压值之间变化，比较器不能导通，16个-6个＝10个环扇形面积产生的电压值，即为比较器的正输入端低于负输入端的保险差值，这个差值越大比较器截止越深，Z道没有脉冲信号输出的位置就越稳定可靠。

解决了现有51个环扇形面积产生的电压值排布法比较器正、负输入端得到电压值最大和最小反差较小不能很好获得理想输出的问题，本实用新型实现了反差加大的技术效果，达到了Z道信号检出更稳定可靠的目的。

附图说明：

图1是本实用新型的动光栅结构图。

图2是本实用新型的定光栅片结构图。

图3是本实用新型的光电接收器结构图。

图4为本实用新型的比较器电路图。

图5为本实用新型的各器件位置结构图。

图中，1、转动盘；2、动光栅条；3、动光栅75T格外条；4、动光栅75T格内条；5、定光栅片；6、定光栅外条；7、定光栅内条；8、光电接收器；9、光电接收器外道；10光电接收器内道；11、红外平行光发射二极管；12、信号比较器。

具体实施方式

实施例1：该Z道信号采集装置包括：转动盘1、动光栅条2、定光栅片5、光电接收器8、红外平行光发射二极管11和信号比较器12；动光栅条2连接在转动盘1上；动光栅条2和定光栅片5及光电接收器8位于同一圆周运动轨迹上；红外平行光发射二极管11、动光栅条2、定光栅片5和光电接收器8顺序安装，定光栅片5遮住光电接收器8，红外平行光发射二极管11垂直于定光栅片照射，中间隔有转动盘1；光电接收器8的输出信号与信号比较器12的输入端连接。

所述的动光栅条2包括：动光栅75T格外条3和动光栅75T格内条4；动光栅75T格外条3在外侧，动光栅75T格内条4在内侧；动光栅75T格外条3和动光栅75T格内条4分别为动光栅外条75个环扇形和动光栅内条75个环扇形。

所述的定光栅片5包括：定光栅外条6和定光栅内条7；定光栅外条6在外侧，定光栅内条7在内侧；定光栅外条6和定光栅内条7分别为定光栅外条75个环扇形和定光栅内条75个环扇形；定光栅外条6和定光栅内条7的75个环扇形中有22个透光，53个不透光，按规定排列。

所述的光电接收器8有二道光电接收器，分别光电接收器外道9和光电接收器内道10。

所述的红外平行光发射二极管11垂直位于定光栅片5的上方，中间隔有转动盘1。

动光栅外条3和定光栅外条6及光电接收器外道9位于同一圆周运动轨迹上；动光栅内条4和定光栅内条7及光电接收器内道10位于同一圆周运动轨迹上；光电外道接收器外道9和光电接收器内道10的输出信号分别与信号比较器的负输入端和正输入端连接。

所述的信号比较器12是运算放大器的一种，运算放大器的正输入端与光电接收内道10的输出端连接；运算放大器的负输入端与光电接收器的外道9的输出端连接，运算放大器的正、负输入端均通过电阻接电源负极；运算放大器的输出端通过电阻与正输入端连接，运算放大器的输出端通过电阻与正电源连接。

该Z道信号采集装置包括：红外平行光发射二极管、转动盘、定光栅片、光电接收器和信号比较器；在转动盘上有动光栅条，动光栅条上有环扇形外条和内条；定光栅片上有定光栅外条和内条；光电接收器上有光电接收器外道和内道；定光栅片遮住光电接收器，定光栅片位于转动盘的下方，动光栅外条、定光栅外条、光电接收器外道位于同一轨迹上；动光栅内条、定光栅内条、光电接收器内道位于同一轨迹上。红外平行光发射二极管垂直于转动盘照射，动光栅条和定光栅片就会产生不同大小的光信号在光电接收器上感应出两个相应的电信号输出，电信号与放大器的正、负输入端连接。动、定光栅排列有相同的75个环扇形，环扇形有透光的和不透光的，光电接收器Z道有两个接收通道，分别产生两个电压值，输入到比较器的两端。定光栅有22个透光格，53个不透光格。光电接收器外通道最大透光22个环扇形，最小透光0个环扇形，中间过程透光不小于16个环扇形。内通道最小透光0个环扇形，最大透光22个环扇形，中间过程透光不大于6个环扇形。比较器的正输入端连接内通道，负输入端连接外通道，转盘转动或静止，一圈只有一个位置比较器正端输入是22个环扇形的电压值，负输入端是0个环扇形的电压值，比较器导通。其余位置，比较器正端只能得到最大6个环扇形在光电接收器外道产生的电压值，负端得到最小16个环扇形在光电接收器内道产生的电压值，负端得到的电压值比正端最小多出10个环扇形产生的电压值，比较器关断。本方案能使电压比较器输入端正、负差值提高到10个环扇形产生的电压差值，导通时正端高出负端22个环扇形产生的电压，反差明显，从而使光电增量编码器的Z道工作更可靠。

Claims (7)

1.一种光电增量编码器Z道信号采集装置，其特征是：该Z道信号采集装置包括：转动盘、动光栅条、定光栅片、光电接收器、红外平行光发射二极管和信号比较器；动光栅条连接在转动盘上；动光栅条和定光栅片及光电接收器位于同一圆周运动轨迹上；红外平行光发射二极管、动光栅条、定光栅片和光电接收器顺序安装，定光栅片遮住光电接收器，红外平行光发射二极管垂直于定光栅片照射，中间隔有转动盘；光电接收器的输出信号与信号比较器的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种光电增量编码器Z道信号采集装置，其特征是：所述的动光栅条包括：动光栅75T格外条和动光栅75T格内条；动光栅75T格外条在外侧，动光栅75T格内条在内侧；动光栅75T格外条和动光栅75T格内条分别为动光栅外条75个环扇形和动光栅内条75个环扇形。

3.根据权利要求1所述的一种光电增量编码器Z道信号采集装置，其特征是：所述的定光栅片包括：定光栅外条和定光栅内条；定光栅外条在外侧，定光栅内条在内侧；定光栅外条和定光栅内条分别为定光栅外条75个环扇形和定光栅内条75个环扇形；定光栅外条和定光栅内条的75个环扇形中有22个透光，53个不透光，按规定排列。

4.根据权利要求1所述的一种光电增量编码器Z道信号采集装置，其特征是：所述的光电接收器上有二道光电接收器，分别光电接收器外道和光电接收器内道。

5.根据权利要求1所述的一种光电增量编码器Z道信号采集装置，其特征是：所述的信号比较器是运算放大器的一种，运算放大器的正输入端与光电接收内道的输出端连接；运算放大器的负输入端与光电接收器的外道的输出端连接，运算放大器的正、负输入端均通过电阻接电源负极；运算放大器的输出端通过电阻与正输入端连接，运算放大器的输出端通过电阻与正电源连接。

6.根据权利要求1所述的一种光电增量编码器Z道信号采集装置，其特征是：所述的红外平行光发射二极管垂直位于定光栅片的上方，中间隔有转动盘。

7.根据权利要求2、3或4所述的一种光电增量编码器Z道信号采集装置，其特征是：动光栅外条和定光栅外条及光电接收器外道位于同一圆周运动轨迹上；动光栅内条和定光栅内条及光电接收器内道位于同一圆周运动轨迹上；光电外道接收器外道和光电接收器内道的输出信号分别与信号比较器的负输入端和正输入端连接。