CN2909182Y - 绝对位置轴角编码器 - Google Patents

绝对位置轴角编码器 Download PDF

Info

Publication number
CN2909182Y
CN2909182Y CN 200620115789 CN200620115789U CN2909182Y CN 2909182 Y CN2909182 Y CN 2909182Y CN 200620115789 CN200620115789 CN 200620115789 CN 200620115789 U CN200620115789 U CN 200620115789U CN 2909182 Y CN2909182 Y CN 2909182Y
Authority
CN
China
Prior art keywords
code
encoding
wheel
strips
width
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 200620115789
Other languages
English (en)
Inventor
黄民双
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Petrochemical Technology
Original Assignee
Beijing Institute of Petrochemical Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Petrochemical Technology filed Critical Beijing Institute of Petrochemical Technology
Priority to CN 200620115789 priority Critical patent/CN2909182Y/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN2909182Y publication Critical patent/CN2909182Y/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Optical Transform (AREA)

Abstract

一种绝对位置轴角编码器，主要由光源LED(1)，编码盘(2)，线阵CCD(3)和运算处理器(4)组成，其中，光源LED为发散角较大的线或面光源；编码盘(2)由码盘体(21)、码道(22)、定位基圆(23)和起始点A(24)构成，其中编码条纹(27)采用伪随机编码条纹，码元宽度P(26)为基码宽度(25)的8倍，其中三种编码条纹(27)宽度分别为基码宽度(25)的2，4，6倍，分别代表0，1，2；线阵CCD为普通线阵CCD；光源LED1发出的光透过编码盘(2)后，其条纹在线阵CCD(3)上成像，运算处理器(4)根据成像信号运算出角位移。本实用新型结构简单，成本低廉，使用维护修理简易，可用于仪器或机器人中的角位移传感。

Description

绝对位置轴角编码器
技术领域
本实用新型设计一种检测角位移的角度传感器，尤指仅用一道编码就可以检测角位移的绝对位置轴角编码器。
背景技术
现有的增量轴角编码器的优点是结构简单，价格低廉；缺点是无固定零位，有累计误差或计数丢数误差，遇到停电等故障所有信息都丢失。
另外，增量轴角编码器需要两块盘，存在要求机械装配精度高或卡盘等问题。
而目前绝对位置式轴角编码器的优点是由固定零位，角度值代码单值化，无累计误差，抗干扰能力强；缺点是码盘码道圈数多，码盘图案复杂，制造难度大，结构尺寸大，信号处理装置复杂，成本也高。
为此，设计出结构小巧，处理简单，精度高的绝对位置轴角编码器乃当务之急，也是当前创新设计的难点。
发明内容
根据背景技术所述，本实用新型的目的在于提供一种仅用一道编码就可以检测其角位移，其编码盘的编码条纹采用伪随机码条纹，码道沿圆周方向分成N等份码元，其基码宽度为码元的1/8，三条编码条纹宽度分别为基码宽度的2，4，6倍，分别代表编码0，1，2三种码元，并且结构尺寸小巧，信号处理简单的轴角编码器。
为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的：
一种绝对位置轴角编码器，主要由光源LED(1)，编码盘(2)，线阵CCD(3)和运算处理器(4)组成，其中：光源LED为发散角较大的线或面光源；编码盘(2)，由码盘体(21)、码道(22)、定位基圆(23)和起始点A(24)构成，其中码道(22)上的编码条纹(27)采用伪随机编码条纹，沿编码盘(2)的圆周方向，将码道(22)设置为等间距等于基码宽度(25)8倍的码元宽度P(26)，其中三种编码条纹(27)宽度分别为基码宽度(25)的2，4，6倍，分别代表0，1，2三种码元(28)；线阵CCD为普通线阵CCD，沿编码盘(2)径向相正交的方向设置；运算处理器(4)采用数字相关法和条纹的边沿检测法分别可获得测量编码条纹所在位置的初读数和精确读数。
由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下优点和效果：
1、本实用新型仅用一道编码就可以检测角位移，该编码器结构尺寸小巧，信号处理简单，成本低，精度高，尤其适合作为仪器或机器人中的角度传感器。
2、本实用新型结构简单，使用维护修理简易。
附图说明
图1为本实用新型结构总体立体示意图
图2为本实用新型编码盘结构和编码条纹结构示意图
图3为本实用新型编码方法示意图
图4为本实用新型CCD探测示意图
具体实施方式
由图1和图2示出，一种绝对位置轴角编码器，主要由光源LED1，编码盘2，线阵CCD3和运算处理器4组成，其中：光源LED为发散角较大的线或面光源；编码盘2，由码盘体21、码道22、定位基圆23和起始点A24构成，其中码道22上的编码条纹27采用伪随机编码条纹，沿编码盘2的圆周方向，将码道22设置为等间距等于基码宽度258倍的码元宽度P26，其中三种编码条纹27宽度分别为基码宽度25的2，4，6倍，分别代表0，1，2三种码元28；线阵CCD为普通线阵CCD，沿编码盘2径向相正交的方向设置；运算处理器4采用数字相关法和条纹的边沿检测法分别可获得测量编码条纹所在位置的初读数和精确读数。
又知，光源LED1发出的光透过编码盘2后，其条纹在线阵CCD3上成像，运算处理器4根据线阵CCD3信号运算角位移。码道编码采用伪随机码条纹，编码条纹按沿圆周方向径向等间距地配置，条纹由3种不同的宽度组成，按三进制序列编码。数据处理采用数字相关法和条纹的边沿检测法分别获得条纹所在位置的初读数和精确读数。
由图2示出，将码道22等分成N等份，码元宽度26P＝L/N(其中L为码道的周长)，基码宽度25等于1/8P。
由图3示出了本实用新型的编码方法，对码道22上的N个码元进行编码，采用3进制码编码形式，每个码元28的编码值由码道22上该码元28开始的n(≥log3N)个连续码元28(按顺时针或逆时针方向均可)组成的n位状态码确定，例如图3中所示实施例的码元M100的编码值为00121(取5位)，M101的编码值为01212。
码道22上每个码元对应的编码值按相互各异地配置，因此在单圈码道上共有N个编码值唯一地确定对应的N个码元，并将码道的相关编码信息存储在存储器内，作为参考信号。
由图4示出了编码条纹27映射在CCD上的图像，其中明条纹和暗条纹分别对应透光B和不透光C的区域。设定测量基准起始像素点G的位置作为参考，来测量编码条纹27的中心线H相对于参考线的位移K。
透光区域的左边沿E和右边沿F分别影射在CCD的两个像素单元内，将CCD像素单元进行细分，经过内插计算可以获得高精度的K值。
根据测量计算出编码条纹27的编码值后，确定编码条纹27的绝对角度值，由该值与K值可计算出编码盘2的精确位置。
CCD输出的图像信息是一个对应于码道22条码变化的模拟量，该信号经过模数转换和量化处理等处理后，得到测量编码条纹27的编码。
编码运算采用数字相关法，将测量得到的编码与存储器中的基准码进行比较后，根据计算出的相关码确定该测量编码条纹27的绝对角度值。
由于条纹间距设置为基码宽度25的8倍，3种条纹宽度分别为基码宽度25的2、4、6倍，这样可以利用多条条纹的边沿检测数据进行平均处理，以减小或消除编码的刻划误差和测量误差。

Claims (1)

1、一种绝对位置轴角编码器，主要由光源LED(1)，编码盘(2)，线阵CCD(3)和运算处理器(4)组成，其特征在于：光源LED为发散角较大的线或面光源；编码盘(2)，由码盘体(21)、码道(22)、定位基圆(23)和起始点A(24)构成，其中码道(22)上的编码条纹(27)采用伪随机编码条纹，沿编码盘(2)的圆周方向，将码道(22)设置为等间距等于基码宽度(25)8倍的码元宽度P(26)，其中三种编码条纹(27)宽度分别为基码宽度(25)的2，4，6倍，分别代表0，1，2三种码元(28)；线阵CCD为普通线阵CCD，沿编码盘(2)径向相正交的方向设置；运算处理器(4)采用数字相关法和条纹的边沿检测法分别可获得测量编码条纹所在位置的初读数和精确读数。
CN 200620115789 2006-06-07 2006-06-07 绝对位置轴角编码器 Expired - Fee Related CN2909182Y (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200620115789 CN2909182Y (zh) 2006-06-07 2006-06-07 绝对位置轴角编码器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200620115789 CN2909182Y (zh) 2006-06-07 2006-06-07 绝对位置轴角编码器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN2909182Y true CN2909182Y (zh) 2007-06-06

Family

ID=38128397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200620115789 Expired - Fee Related CN2909182Y (zh) 2006-06-07 2006-06-07 绝对位置轴角编码器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN2909182Y (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101776464A (zh) * 2010-03-10 2010-07-14 株洲易力达机电有限公司 电机自带绝对位置检测装置及检测方法
CN112985475A (zh) * 2021-05-06 2021-06-18 南京百花光电有限公司 一种光电编码器及其光电转换算法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101776464A (zh) * 2010-03-10 2010-07-14 株洲易力达机电有限公司 电机自带绝对位置检测装置及检测方法
CN112985475A (zh) * 2021-05-06 2021-06-18 南京百花光电有限公司 一种光电编码器及其光电转换算法
CN112985475B (zh) * 2021-05-06 2021-08-24 南京百花光电有限公司 一种光电编码器及其光电转换算法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108027259B (zh) 绝对式编码器
CN1090315C (zh) 检测可转动物体之转角的方法和装置
CN201956866U (zh) 一种增量式光电编码器
KR101502259B1 (ko) 다회전 앱솔루트 회전각을 검출하는 장치 및 그 회전각을 검출하는 방법
TWI519766B (zh) 位置判定方法及裝置
US20190120660A1 (en) Compact pseudorandom scale and read head for an inductive type absolute position encoder
JP2006226987A (ja) 光電式エンコーダ、及び、そのスケール
CN108981761B (zh) 一种增量式旋转编码器
WO2005043088A3 (fr) Systeme de mesure de rotation haute resolution absolu multitour et roulement equipe d'un tel systeme.
EP2878928B1 (en) Absolute encoder, signal processing method, program, driving apparatus, and industrial machine
CN2909182Y (zh) 绝对位置轴角编码器
WO2007057645A1 (en) Scale and readhead apparatus and method
US20080164830A1 (en) Synchronous Linear Motor with Non-Contacting Scanning of the Toothed Structure of the Secondary Part
CN2771823Y (zh) 绝对式角度编码器
JP3195117B2 (ja) ロータリエンコーダ
CN2596322Y (zh) 绝对式光电编码尺
CN219064541U (zh) 正余弦编码器和伺服系统
US20060059702A1 (en) Measuring device for the incremental measurement of positions, actuating displacements or actuating angles and industrial truck equipped with such a measuring device
CN114608633A (zh) 一种单码道绝对式位移测量编码码盘和系统
JP2003035569A (ja) 光学式エンコーダ
CN113639761B (zh) 一种利用黑白网格图码的二维平动与转动位移和速度同步非接触测量方法
CN118583064B (zh) 一种可补偿读数头测量间距变化误差的位移测量方法及系统
CN109459116B (zh) 高精度监测的水位仪
CN201622063U (zh) 线位移与角位移测定装置
JP2009068978A (ja) アブソリュート型リニアエンコーダとアクチュエータ

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20070606

Termination date: 20100607