CN209545997U - 编码器电路板结构 - Google Patents

Abstract

一种编码器电路板结构，包括印制电路板，所述印制电路板在靠近外缘的部分开设有至少三个长圆弧形孔，三个长圆弧形孔周向均匀地分布；所述长圆弧形孔中紧密贴合地装配有尺寸与长圆弧形孔尺寸相适配的金属套件、长圆弧形孔的外侧于印制电路板正面和印制电路板反面分别设置有正面弧环形金属膜和反面弧环形金属膜；所述金属套件的上端延伸到印制电路板正面并向外侧卷边后将正面弧环形金属膜压紧贴合在印制电路板正面，金属套件的下端延伸到印制电路板反面并向外侧卷边后将反面弧环形金属膜压紧贴合在印制电路板反面。该电路板能在装配过程中进行灵活的调节，能降低对安装精度的要求，降低电路板结构的加工难度和加工成本。

Description

编码器电路板结构

技术领域

本实用新型涉及编码器，具体涉及一种编码器电路板结构。

背景技术

磁电式轴角编码器采用磁性元件，基于霍尔效应或磁阻效应，可实现角位移的高精度测量，其构成部件少，结构紧凑，易于实现小型化、高精度、高分辨率，具有抗振动、抗冲击、长寿命等特性，广泛应用于电机伺服系统及自动控制系统。

现有的绝对磁电式轴角编码器主要包括旋转轴、磁性元件、磁敏感电路，其中磁性元件直接固定在旋转轴上。磁敏感电路相对于磁性元件的轴向、径向安装定位精度将直接影响编码器的精度。公开号为CN201885729 U的中国实用新型专利公开了一种磁电编码器，磁敏感电路板直接与安装磁性元件的主体联结，这对磁敏感电路板在主体装配面加工精度较高，而且当系统装配完成后，一旦发现磁敏感电路相对于磁性元件的轴向偏移、径向偏移不满足设计要求，难以对磁敏感电路的装配位置进行调节。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种编码器电路板结构，该电路板能在装配过程中进行灵活的调节，能降低对安装精度的要求，降低电路板结构的加工难度和加工成本。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种编码器电路板结构，包括印制电路板，所述印制电路板在靠近外缘的部分开设有至少三个长圆弧形孔，三个长圆弧形孔周向均匀地分布；

所述长圆弧形孔中紧密贴合地装配有尺寸与长圆弧形孔尺寸相适配的金属套件、长圆弧形孔的外侧于印制电路板正面和印制电路板反面分别设置有正面弧环形金属膜和反面弧环形金属膜；

所述金属套件的上端延伸到印制电路板正面并向外侧卷边后将正面弧环形金属膜压紧贴合在印制电路板正面，金属套件的下端延伸到印制电路板反面并向外侧卷边后将反面弧环形金属膜压紧贴合在印制电路板反面。

所述印制电路板的内部在厚度方向上依次设置有第一信号层、第二信号层、第三信号层和第四信号层，其中第一信号层设置在印制电路板正面，第四信号层设置在印制电路板反面，相邻的信号层之间通过绝缘介质层进行隔离。

进一步，还包括磁敏感芯片、微处理器电路、总线接口电路、接地桩和通信线缆；

所述第一信号层用于磁敏感芯片的电气安装及信号传递，第四信号层用于微处理器电路、总线接口电路、接地桩、通信线缆的电气安装及信号传递，第二信号层和第三信号层均为整体金属层，第二信号层为信号地层，第三信号层为电源层；第一信号层和第四信号层中的不同信号线之间通过与其相邻的绝缘介质层进行隔离；所述金属套件与第二信号层和第三信号层之间通过圆环形绝缘材料隔离；金属套件与第一信号层和第四信号层中的信号线通过绝缘介质层进行隔离；

所述磁敏感芯片安装在印制电路板正面；

所述微处理器电路、总线接口电路、接地桩和通信线缆均安装在印制电路板反面；

所述接地桩通过金属层与反面弧环形金属膜电气连接，并与周围的第四信号层中的信号线通过绝缘介质层进行隔离；

所述通信线缆具有屏蔽层，通信线缆一端的屏蔽层与接地桩连接以实现与编码器外壳的电气连接。

进一步，为了便于实现印制电路板和用户装置的固定联接，还包括数量与长圆弧形孔相适对应的装配组件；

所述装配组件包括凸头螺钉、调节金属圈和两个金属垫圈，所述凸头螺钉的尺寸与金属套件的尺寸相适配，凸头螺钉穿设于金属套件中；所述金属垫圈和调节金属圈的尺寸均大于金属套件的尺寸，两个金属垫圈分别于印制电路板正面和印制电路板反面套装于凸头螺钉上，调节金属圈于印制电路板正面套装于凸头螺钉上，且位于金属垫圈和印制电路板正面之间。

进一步，所述磁敏感芯片上安具有按圆周均匀排列的四个Hall传感器，四个Hall传感器采用对径差分方式测试磁场信号。采用对径差分方式测试磁场信号，有助于减少共模干扰、杂散磁场及环境温度变化的影响，提高编码器抗干扰能力。

本实用新型中，通过设置有三个长圆弧形孔，可用于微调磁敏感应电路与磁性元件的径向偏移，同时，可以用于调节磁敏感应电路与磁性元件的周向位移；安装磁性元件的用户装置还可以通过选择不同厚度规格的调节金属圈，来调整印制电路板与磁性元件之间垂直气隙高度，同时，用于调整磁感应电路与磁性元件的平行度，从而增加编码器电路装配的灵活性。本申请可以有效解决编码器电路易受电磁干扰影响的技术问题，同时，可对编码器电路的安装误差进行灵活调节，降低结构加工难度，降低对安装精度的要求，从而降低成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的俯视图；

图3是本实用新型的仰视图。

图中：1、印制电路板，1A、印制电路板正面，1B，印制板电路反面，12、长圆弧形孔，13、正面弧环形金属膜，14、反面弧环形金属膜，15、接地桩， 16、屏蔽层，2、磁敏感应芯片，3、微处理器电路，4、总线接口电路，5、凸头螺钉，6、金属垫圈，7、调节金属圈，8、通信线缆，9、金属套件。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1至图3所示，一种编码器电路板结构，包括印制电路板1，印制电路板1优选为圆形，所述印制电路板1在靠近外缘的部分开设有至少三个长圆弧形孔12，三个长圆弧形孔12周向均匀地分布；三个长圆弧形孔12的尺寸完全相同，三个长圆弧形孔12可用于调节磁感应电路与磁性元件的径向位移。

所述长圆弧形孔12中紧密贴合地装配有尺寸与长圆弧形孔12尺寸相适配的金属套件9、长圆弧形孔12的外侧于印制电路板正面1A和印制电路板反面1B分别设置有正面弧环形金属膜13和反面弧环形金属膜14；

所述金属套件9的上端延伸到印制电路板正面1A并向外侧卷边后将正面弧环形金属膜13压紧贴合在印制电路板正面1A，金属套件9的下端延伸到印制电路板反面1B并向外侧卷边后将反面弧环形金属膜14压紧贴合在印制电路板反面1B。

所述印制电路板1的内部在厚度方向上依次设置有第一信号层、第二信号层、第三信号层和第四信号层，其中第一信号层设置在印制电路板正面1A，第四信号层设置在印制电路板反面1B，相邻的信号层之间通过绝缘介质层进行隔离。

还包括磁敏感芯片2、微处理器电路3、总线接口电路4、接地桩15和通信线缆8；

所述第一信号层用于磁敏感芯片2的电气安装及信号传递，第四信号层用于微处理器电路3、总线接口电路4、接地桩15、通信线缆8的电气安装及信号传递，第二信号层和第三信号层均为整体金属层，第二信号层为信号地层，第三信号层为电源层；第一信号层和第四信号层中的不同信号线之间通过与其相邻的绝缘介质层进行隔离；所述金属套件9与第二信号层和第三信号层之间通过圆环形绝缘材料隔离；金属套件9与第一信号层和第四信号层中的信号线通过绝缘介质层进行隔离；

所述磁敏感芯片2安装在印制电路板正面1A；

所述微处理器电路3、总线接口电路4、接地桩15和通信线缆8均安装在印制电路板反面1B；

所述接地桩15通过金属层与反面弧环形金属膜14电气连接，并与周围的第四信号层中的信号线通过绝缘介质层进行隔离；

所述通信线缆8具有屏蔽层，通信线缆8一端的屏蔽层与接地桩15连接以实现与编码器外壳的电气连接。通信线缆8用于实现印制电路板1的供电、用于实现上位机与印制电路板1的通信。通信线缆8设置的屏蔽层能使电气连接稳固可靠，也可以保证信号在传输过程中不受电磁干扰影响。

还包括数量与长圆弧形孔12相适对应的装配组件；

所述装配组件包括凸头螺钉5、调节金属圈7和两个金属垫圈6，所述凸头螺钉5的尺寸与金属套件9的尺寸相适配，凸头螺钉5直径比金属套件9的内孔尺寸略小，金属垫圈6和调节金属圈7直径比金属套件9的内孔尺寸稍大，且比正面弧环形金属膜13和反面弧环形金属膜14直径稍小；凸头螺钉5穿设于金属套件9中；所述金属垫圈6和调节金属圈7的尺寸均大于金属套件9的尺寸，两个金属垫圈6分别于印制电路板正面1A和印制电路板反面1B套装于凸头螺钉5上，调节金属圈7于印制电路板正面1A套装于凸头螺钉5上，且位于金属垫圈6和印制电路板正面1A之间。装配组件用于实现印制电路板1和用户装置的固定联接，用户可以选择不同厚度规格的调节金属圈7，用于调整印制电路板1与磁性元件之间垂直气隙高度，同时，可用于调整磁感应电路与磁性元件的平行度。通过凸头螺钉5、调节金属圈7和两个金属垫圈6连接金属套件9、正面弧环形金属膜13和反面弧环形金属膜14，能便于保证编码器的电气完整性，保证印制电路板不受外界电磁干扰；

所述磁敏感芯片2上安具有按圆周均匀排列的四个Hall传感器，四个Hall传感器采用对径差分方式测试磁场信号。采用对径差分方式测试磁场信号，有助于减少共模干扰、杂散磁场及环境温度变化的影响，提高编码器抗干扰能力。磁敏感芯片2感应磁场信号，输出两路正交正弦信号，微控制器对两路正交正弦信号进行AD变换，然后采用角度细分算法解算出角度信息。

所述总线接口电路4作为对外通信接口，接收上位机发送的控制指令，完成编码器的参数配置、数据采集校准等，同时由微控制器将解算的角度信息通过总线输出。

Claims (5)

1.一种编码器电路板结构，包括印制电路板（1），其特征在于，所述印制电路板（1）在靠近外缘的部分开设有至少三个长圆弧形孔（12），三个长圆弧形孔（12）周向均匀地分布；

所述长圆弧形孔（12）中紧密贴合地装配有尺寸与长圆弧形孔（12）尺寸相适配的金属套件（9）、长圆弧形孔（12）的外侧于印制电路板正面（1A）和印制电路板反面（1B）分别设置有正面弧环形金属膜（13）和反面弧环形金属膜（14）；

所述金属套件（9）的上端延伸到印制电路板正面（1A）并向外侧卷边后将正面弧环形金属膜（13）压紧贴合在印制电路板正面（1A），金属套件（9）的下端延伸到印制电路板反面（1B）并向外侧卷边后将反面弧环形金属膜（14）压紧贴合在印制电路板反面（1B）。

2.根据权利要求1所述的一种编码器电路板结构，其特征在于，所述印制电路板（1）的内部在厚度方向上依次设置有第一信号层、第二信号层、第三信号层和第四信号层，其中第一信号层设置在印制电路板正面（1A），第四信号层设置在印制电路板反面（1B），相邻的信号层之间通过绝缘介质层进行隔离。

3.根据权利要求2所述的一种编码器电路板结构，其特征在于，还包括磁敏感芯片（2）、微处理器电路（3）、总线接口电路（4）、接地桩（15）和通信线缆（8）；

所述第一信号层用于磁敏感芯片（2）的电气安装及信号传递，第四信号层用于微处理器电路（3）、总线接口电路（4）、接地桩（15）、通信线缆（8）的电气安装及信号传递，第二信号层和第三信号层均为整体金属层，第二信号层为信号地层，第三信号层为电源层；第一信号层和第四信号层中的不同信号线之间通过与其相邻的绝缘介质层进行隔离；所述金属套件（9）与第二信号层和第三信号层之间通过圆环形绝缘材料隔离；金属套件（9）与第一信号层和第四信号层中的信号线通过绝缘介质层进行隔离；

所述磁敏感芯片（2）安装在印制电路板正面（1A）；

所述微处理器电路（3）、总线接口电路（4）、接地桩（15）和通信线缆（8）均安装在印制电路板反面（1B）；

所述接地桩（15）通过金属层与反面弧环形金属膜（14）电气连接，并与周围的第四信号层中的信号线通过绝缘介质层进行隔离；

所述通信线缆（8）具有屏蔽层，通信线缆（8）一端的屏蔽层与接地桩（15）连接以实现与编码器外壳的电气连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种编码器电路板结构，其特征在于，还包括数量与长圆弧形孔（12）相适对应的装配组件；

所述装配组件包括凸头螺钉（5）、调节金属圈（7）和两个金属垫圈（6），所述凸头螺钉（5）的尺寸与金属套件（9）的尺寸相适配，凸头螺钉（5）穿设于金属套件（9）中；所述金属垫圈（6）和调节金属圈（7）的尺寸均大于金属套件（9）的尺寸，两个金属垫圈（6）分别于印制电路板正面（1A）和印制电路板反面（1B）套装于凸头螺钉（5）上，调节金属圈（7）于印制电路板正面（1A）套装于凸头螺钉（5）上，且位于金属垫圈（6）和印制电路板正面（1A）之间。

5.根据权利要求3所述的一种编码器电路板结构，其特征在于，所述磁敏感芯片（2）上安具有按圆周均匀排列的四个Hall传感器，四个Hall传感器采用对径差分方式测试磁场信号。