CN217637389U - 一种高分辨率的绝对值磁编码器 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种高分辨率的绝对值磁编码器，涉及编码器领域，一种高分辨率的绝对值磁编码器，包括外壳、旋转轴、编码器座子、磁性元件固定块、一对极磁铁、多极磁环、第一TMR角度传感器、第二TMR角度传感器与PCB板，本实用新型的第二TMR角度传感器可对一对极磁铁转动绝对角度进行读取，第一TMR角度传感器可对多极磁环的转动电子角度进行读取，结合第一TMR角度传感器和第二TMR角度传感器读取的数据，第二TMR角度传感器对一对极磁铁所能实现的分辨率为n(bit)即2^n，采用多对极的多极磁环(1个NS为1对极)则能将将分辨率提高至2^n*N，同时多极磁环每个对极所占机械角比例为360°/N，其误差也按比例体现在机械角中，在提高分辨率的同时提高了精度。

Description

一种高分辨率的绝对值磁编码器

技术领域

本申请涉及编码器领域，具体而言，涉及一种高分辨率的绝对值磁编码器。

背景技术

现有的绝对值磁性编码器(包含霍尔，AMR，GMR)受限于较低的磁阻率，目前主流芯片的分辨率也只有15bit分辨率。采用高分辨率的ADC扩展分辨率也会引入高额的成本以及受限于SNR无法做到高的稳定性，还有目前的编码器在使用磁性检测时，精度较差，且制造成本较高。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种高分辨率的绝对值磁编码器，其能够解决编码器测量精度的技术问题。

本申请实施例提供一种高分辨率的绝对值磁编码器，包括外壳、旋转轴、编码器座子、磁性元件固定块、一对极磁铁、多极磁环、第一TMR角度传感器、第二TMR角度传感器与PCB板，所述编码器座子安装于所述外壳内，所述磁性元件固定块安装于所述编码器座子下端，所述旋转轴下端穿过所述编码器座子与所述磁性元件固定块连接，所述一对极磁铁安装于所述磁性元件固定块下端中部，所述多极磁环安装于所述磁性元件固定块下端外部，所述第一TMR角度传感器安装于所述多极磁环下方，所述第二TMR角度传感器安装于所述一对极磁铁下方，所述第一TMR角度传感器、所述第二TMR角度传感器均与所述PCB板电性连接，所述多极磁环包括多个NS极。

作为优选，所述第一TMR角度传感器设置有两个，两个所述第一TMR角度传感器与所述第二TMR角度传感器呈直线设置。

作为优选，所述第一TMR角度传感器可设置有2N个，N为除0以外的自然数。

作为优选，所述PCB板与所述编码器固定座之间设置有固定柱。

作为优选，所述一对极磁铁与所述多极磁环之间设置有磁屏蔽层，所述磁屏蔽层为环状。

作为优选，所述旋转轴与所述编码器座子之间设置有轴承，所述轴承设置有两个。

一种高分辨率的绝对值磁编码器，包括外壳、编码器座子、磁性元件固定块、一对极磁铁、多极磁环、第一TMR角度传感器、第二TMR角度传感器与PCB板，所述编码器座子安装于所述外壳内，所述磁性元件固定块安装于所述编码器座子下端，所述一对极磁铁安装于所述磁性元件固定块下端中部，所述多极磁环安装于所述磁性元件固定块下端外部，所述第一TMR角度传感器安装于所述多极磁环下方，所述第二TMR角度传感器安装于所述一对极磁铁下方，所述第一TMR角度传感器、所述第二TMR角度传感器均与所述PCB板电性连接，所述多极磁环包括多个NS极，所述编码器座子上部设置有辅助安装架，所述辅助安装架上部设置有盲孔。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种高分辨率的绝对值磁编码器，包括外壳、旋转轴、编码器座子、磁性元件固定块、一对极磁铁、多极磁环、第一TMR角度传感器、第二TMR角度传感器与PCB板，所述编码器座子安装于所述外壳内，所述磁性元件固定块安装于所述编码器座子下端，所述旋转轴下端穿过所述编码器座子与所述磁性元件固定块连接，所述一对极磁铁安装于所述磁性元件固定块下端中部，所述多极磁环安装于所述磁性元件固定块下端外部，所述第一TMR角度传感器安装于所述多极磁环下方，所述第二TMR角度传感器安装于所述一对极磁铁下方，所述第一TMR角度传感器、所述第二TMR角度传感器均与所述PCB板电性连接，所述多极磁环包括多个NS极，本实用新型的第二TMR角度传感器可对一对极磁铁转动绝对角度进行读取，第一TMR角度传感器可对多极磁环的转动电子角度进行读取，结合第一TMR角度传感器和第二TMR角度传感器读取的数据，第二TMR角度传感器对一对极磁铁所能实现的分辨率为n(bit)即2^n，采用多对极的多极磁环(1个NS为1对极)则能将将分辨率提高至2^n*N，同时多极磁环每个对极所占机械角比例为360°/N，其误差也按比例体现在机械角中，在提高分辨率的同时提高了精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型的剖视图；

图2为本实用新型的另一剖视图；

图3为本实用新型的原理图。

附图标记分别为：

外壳--1，旋转轴--2，编码器座子--3，磁性元件固定块--4，一对极磁铁--5，多极磁环--6，第一TMR角度传感器--7，第二TMR角度传感器--8，PCB板--9，固定柱--10，磁屏蔽层--11，轴承--12，辅助安装架--13，盲孔--14。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例一

如图1-2所示，一种高分辨率的绝对值磁编码器，包括外壳1、旋转轴2、编码器座子3、磁性元件固定块4、一对极磁铁5、多极磁环6、第一TMR角度传感器7、第二TMR角度传感器8与PCB板9，所述编码器座子3安装于所述外壳1内，所述磁性元件固定块4安装于所述编码器座子3下端，所述旋转轴2下端穿过所述编码器座子3与所述磁性元件固定块4连接，所述一对极磁铁5安装于所述磁性元件固定块4下端中部，所述多极磁环6安装于所述磁性元件固定块4下端外部，所述第一TMR角度传感器7安装于所述多极磁环6下方，所述第二TMR角度传感器8安装于所述一对极磁铁5下方，所述第一TMR角度传感器7、所述第二TMR角度传感器8均与所述PCB板9电性连接，所述多极磁环包括多个NS极，本实用新型的第二TMR角度传感器8可对一对极磁铁5转动绝对角度进行读取，第一TMR角度传感器7可对多极磁环6的转动电子角度进行读取，结合第一TMR角度传感器7和第二TMR角度传感器8读取的数据，第二TMR角度传感器8对一对极磁铁5所能实现的分辨率为n(bit)即2^n，采用多对极的多极磁环6(1个NS为1对极)则能将将分辨率提高至2^n*N，同时多极磁环每个对极所占机械角比例为360°/N，其误差也按比例体现在机械角中，在提高分辨率的同时提高了精度。

如图1-2所示，本实施例中，第一TMR角度传感器7设置有两个，两个第一TMR角度传感器7与第一TMR角度传感器7成180度直线设置，具体地，在实际生产和使用时，可根据需求设置2N(N为除0以外的自然数)个第一TMR角度传感器7，在安装时，2个第一TMR角度传感器7均相对设置即可。

如图1-2所示，本实施例中，为保证PCB板9固定的稳定性，PCB板9与编码器座子3之间可设置有固定柱10，为防止固定柱10影响一对极磁铁5、多极磁环6的磁性分布，固定柱10采用塑胶或者不影响磁性分布的金属制造，如铜等金属。

如图1-2所示，本实施例中，为减小一对极磁铁5与多极磁环6之间磁性影响，在一对极磁铁5与多极磁环6之间设置有磁屏蔽层11，磁屏蔽层11为环状。

如图1-2所示，本实施例中，为减小旋转轴2与编码器座子3之间的摩擦力，在旋转轴2与编码器座子3之间设置有轴承12，具体地，轴承12设置有两个。

实施例二

本实施例中，第一TMR角度传感器可设置有N个，N为奇数，奇数个的第一TMR角度传感器均匀的分布于多极磁环6下方，其余与实施例一完全相同，此处不再累赘重复。

实施例三

如图3所示，一种高分辨率的绝对值磁编码器，包括外壳1、编码器座子3、磁性元件固定块4、一对极磁铁5、多极磁环6、第一TMR角度传感器7、第二TMR角度传感器8与PCB板9，所述编码器座子3安装于所述外壳1内，所述磁性元件固定块4安装于所述编码器座子3下端，所述一对极磁铁5安装于所述磁性元件固定块4下端中部，所述多极磁环6安装于所述磁性元件固定块4下端外部，所述第一TMR角度传感器7安装于所述多极磁环6下方，所述第二TMR角度传感器8安装于所述一对极磁铁5下方，所述第一TMR角度传感器7、所述第二TMR角度传感器8均与所述PCB板9电性连接，所述多极磁环包括多个NS极，所述编码器座子3上部设置有辅助安装架13，所述辅助安装架13上部设置有盲孔14。

本实施例与实施例一不同之处在于，将旋转轴更换为辅助安装架，可通过辅助安装架的盲孔插入其他旋转装置的输出轴带动编码器座子与磁性元件固定块进行转动，其余与实施例一完全相同，此处不再累赘重复。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高分辨率的绝对值磁编码器，其特征在于：包括外壳、旋转轴、编码器座子、磁性元件固定块、一对极磁铁、多极磁环、第一TMR角度传感器、第二TMR角度传感器与PCB板，所述编码器座子安装于所述外壳内，所述磁性元件固定块安装于所述编码器座子下端，所述旋转轴下端穿过所述编码器座子与所述磁性元件固定块连接，所述一对极磁铁安装于所述磁性元件固定块下端中部，所述多极磁环安装于所述磁性元件固定块下端外部，所述第一TMR角度传感器安装于所述多极磁环下方，所述第二TMR角度传感器安装于所述一对极磁铁下方，所述第一TMR角度传感器、所述第二TMR角度传感器均与所述PCB板电性连接，所述多极磁环包括多个NS极。

2.根据权利要求1所述的一种高分辨率的绝对值磁编码器，其特征在于：所述第一TMR角度传感器设置有两个，两个所述第一TMR角度传感器与所述第二TMR角度传感器呈直线设置。

3.根据权利要求1所述的一种高分辨率的绝对值磁编码器，其特征在于：所述第一TMR角度传感器可设置有2N个，N为除0以外的自然数。

4.根据权利要求1所述的一种高分辨率的绝对值磁编码器，其特征在于：所述第一TMR角度传感器可设置有N个，N为奇数。

5.根据权利要求1所述的一种高分辨率的绝对值磁编码器，其特征在于：所述PCB板与所述编码器固定座之间设置有固定柱。

6.根据权利要求1所述的一种高分辨率的绝对值磁编码器，其特征在于：所述一对极磁铁与所述多极磁环之间设置有磁屏蔽层，所述磁屏蔽层为环状。

7.根据权利要求1所述的一种高分辨率的绝对值磁编码器，其特征在于：所述旋转轴与所述编码器座子之间设置有轴承，所述轴承设置有两个。

8.一种高分辨率的绝对值磁编码器，其特征在于：包括外壳、编码器座子、磁性元件固定块、一对极磁铁、多极磁环、第一TMR角度传感器、第二TMR角度传感器与PCB板，所述编码器座子安装于所述外壳内，所述磁性元件固定块安装于所述编码器座子下端，所述一对极磁铁安装于所述磁性元件固定块下端中部，所述多极磁环安装于所述磁性元件固定块下端外部，所述第一TMR角度传感器安装于所述多极磁环下方，所述第二TMR角度传感器安装于所述一对极磁铁下方，所述第一TMR角度传感器、所述第二TMR角度传感器均与所述PCB板电性连接，所述多极磁环包括多个NS极，所述编码器座子上部设置有辅助安装架，所述辅助安装架上部设置有盲孔。

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