CN218628372U - 一种多线圈阵列感应式编码器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多线圈阵列感应式编码器，包括相对被测物机架固定设置的电路板、设置于电路板一侧的若干感应线圈、设置于电路板的信号处理芯片以及与被测物旋转轴固定的金属带，所述金属带呈沿其长度方向宽度变化的条状且绕被测物旋转轴周向设置，被测物带动金属带旋转时，所述金属带遮挡感应线圈的区域和面积改变，使电感参数变化。本申请具有降低成本与加工难度以及提高信号线性度的效果。

Description

一种多线圈阵列感应式编码器

技术领域

本申请涉及编码器领域，尤其是涉及一种多线圈阵列感应式编码器

背景技术

编码器是把角位移或直线位移转换成电信号的一种装置。随着技术的发展，由于磁电式编码器同传统的光电式和光栅式编码器相比，更具有抗振动、抗腐蚀、抗污染的特性，可应用于传统的光电编码器不能适应的领域，由此使磁电式编码器的应用越来越广泛。

但是磁电式编码器输出的信号线性度较差，影响精度，通常为了提高磁电式编码器信号线性度，需要进行比较复杂的充磁方式，从而增加了成本和加工制造难度。

实用新型内容

为了降低成本和加工制造难度，本申请提供一种多线圈阵列感应式编码器。

本申请提供的一种多线圈阵列感应式编码器，采用如下的技术方案：

一种多线圈阵列感应式编码器，包括相对被测物机架固定设置的电路板、设置于电路板一侧的若干感应线圈、设置于电路板的信号处理芯片以及与被测物旋转轴固定的金属带，所述金属带呈沿其长度方向宽度变化的条状且绕被测物旋转轴周向设置，被测物带动金属带旋转时，所述金属带遮挡感应线圈的区域和面积改变，使电感参数变化。

通过采用上述技术方案，被测物体带动金属带旋转时，金属带遮挡感应线圈的区域和面积会改变，由于涡流效应，感应线圈产生的感应电磁场被金属带的电涡流效应耗散，感应线圈的电感值发生变化，实现角度与电感值的对应关系，从而能够通过调整金属带的宽度形状，达到较好的线性度或正余弦度，便于解算。

可选的，所述金属带固定连接于被测物旋转轴的端面，所述电路板的感应线圈朝向金属带，且电路板与金属带平行，被测物带动金属带旋转时，所述金属带遮挡感应线圈的区域和面积改变，使电感参数变化。

通过采用上述技术方案，被测物体带动金属带绕其圆心旋转时，在不同的旋转角度，遮挡感应线圈的区域和面积不同，使电感参数会随之改变，达成较好的线性度。

可选的，所述金属带固定且围绕贴合于被测物旋转轴的圆周外壁，若干所述感应线圈均匀分布于被测物旋转轴的周围，被测物带动金属带旋转时，所述金属带遮挡感应线圈的区域和面积改变，使电感参数变化。

通过采用上述技术方案，当被测物体位置产生位移，改变了被测物体两侧的任意一对线圈与金属带之间的间距，通过将两两线圈互相补偿的方式，减小被测物体位置位移对信号线性度的影响。

可选的，所述感应线圈的数量设置为两个，且两个所述感应线圈中心分别与金属带的中心连线所成夹角呈90°。

通过采用上述技术方案，金属带旋转，能对应遮挡感应线圈的区域和面积，使感应线圈的电感值改变，通过检测两感应线圈的状态变化，可得知当前被测物体是正转或者反转，以及是否转过了一整圈，从而使被测物体的转动状态被完全识别和判断，进而可以利用该信号进行圈数记录。

可选的，所述感应线圈的数量设置为偶数个，且沿被测物旋转轴周向分布，其中彼此呈180°的两感应线圈为一个差分对，分为若干组差分对。

通过采用上述技术方案，利用多组差分对，对金属带位置变化进行多圈计数。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.被测物体带动金属带旋转时，金属带遮挡感应线圈的区域和面积会改变，由于涡流效应，感应线圈产生的感应电磁场被金属带的电涡流效应耗散，感应线圈的电感参数发生变化，实现角度与电感值的对应关系，从而能够通过调整金属带的形状，达到较好的线性度或正余弦度，便于解算。

2.当被测物体位置产生位移，改变了被测物体两侧的任意一对线圈与金属带之间的间距，通过将两线圈互相补偿的方式，减小被测物体位置位移对信号线性度的影响。

附图说明

图1是本申请实施例一的结构示意图。

图2是本申请编码器输出信号的波形图。

图3是本申请实施例二的结构示意图。

附图标记说明：

1、感应线圈；2、金属带。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种多线圈阵列感应式编码器。

实施例一：

参照图1，一种多线圈阵列感应式编码器包括相对被测物固定设置的电路板、设置于电路板一侧的若干感应线圈1、设置于电路板的信号处理芯片以及与被测物固定的金属带2，其中感应线圈1与电路板电连接，也可以直接通过电路板工艺，将感应线圈1封装于电路板内部，感应线圈1用于感应金属带2的运行位置和旋转角度。电路板的信号处理芯片用于对感应线圈1获得的信号进行处理。在本实施例中，金属带2可以采用铜制成，且金属带2可以通过胶水粘接的方式固定在被测物的端面，且金属带2呈沿其长度方向宽度变化的长条状且绕被测物旋转轴周向设置，本实施例附图以理想状态为例，金属带2的两端宽度逐渐减小，在实际情况中，金属带2的宽度会根据参数检测结果而进行调整优化，同时将电路板与金属带2平行设置，且电路板上的感应线圈1朝向金属带2。

参照图1与图2，从而被测物体带动金属带2绕其圆心旋转时，在不同的旋转角度，金属带2遮挡感应线圈1的区域和面积不同，由于涡流效应，感应线圈1产生的感应电磁场被金属带2的电涡流效应耗散，感应线圈1的电感参数发生变化，实现角度与电感值的对应关系，从而可通过调整金属带2的形状，相应调整电感值的变化趋势，达到较好的线性度。

在本实施例中，感应线圈1的数量可以为两个，且两个感应线圈1与金属带2的中心连线呈一定角度，优选为90°；在其他实施例中，也可以将感应线圈1的数量设置为偶数个，如四个、六个、八个等，以四个为例，四个感应线圈1以金属带2中心呈相对设置，其中彼此呈180°的两感应线圈1为一个差分对，一共两组差分对，利用这两组差分对，对金属带2位置变化进行多圈计数。

实施例二：

参照图3，本实施例与实施例一的不同之处在于：为了降低线圈与金属带2之间的间距变化对线性度的影响，由此可通过将金属带2沿被测物旋转轴外壁周向环绕贴合固定设置，本实施例中，线圈数量采用四个，从而将四个线圈以被测物体轴线为中心轴，两两轴对称设置，进而若被测物体位置产生位移，改变了被测物体两侧的任意一对线圈与金属带2之间的间距，通过将两线圈互相补偿的方式，减小被测物体位置位移对信号线性度的影响。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多线圈阵列感应式编码器，其特征在于：包括相对被测物机架固定设置的电路板、设置于电路板一侧的若干感应线圈(1)、设置于电路板的信号处理芯片以及与被测物旋转轴固定的金属带(2)，所述金属带(2)呈沿其长度方向宽度变化的条状且绕被测物旋转轴周向设置，被测物带动金属带(2)旋转时，所述金属带(2)遮挡感应线圈(1)的区域和面积改变，使电感参数变化。

2.根据权利要求1所述的一种多线圈阵列感应式编码器，其特征在于：所述金属带(2)固定连接于被测物旋转轴的端面，所述电路板的感应线圈(1)朝向金属带(2)，且电路板与金属带(2)平行，被测物带动金属带(2)旋转时，所述金属带(2)遮挡感应线圈(1)的区域和面积改变，使电感参数变化。

3.根据权利要求1所述的一种多线圈阵列感应式编码器，其特征在于：所述金属带(2)固定且围绕贴合于被测物旋转轴的圆周外壁，若干所述感应线圈(1)均匀分布于被测物旋转轴的周围，被测物带动金属带(2)旋转时，所述金属带(2)遮挡感应线圈(1)的区域和面积改变，使电感参数变化。

4.根据权利要求1所述的一种多线圈阵列感应式编码器，其特征在于：所述感应线圈(1)的数量设置为两个，且两个所述感应线圈(1)中心分别与金属带(2)的中心连线所成夹角呈90°。

5.根据权利要求3所述的一种多线圈阵列感应式编码器，其特征在于：所述感应线圈(1)的数量设置为偶数个，且沿被测物旋转轴周向分布，其中彼此呈180°的两感应线圈(1)为一个差分对，分为若干组差分对。

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