專利名稱：互補(bǔ)式高精度齒輪編碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種齒輪編碼器，尤其編碼盤采用兩個(gè)互補(bǔ)齒輪導(dǎo)磁盤(或齒條)疊置的結(jié)構(gòu)，帶雙霍耳元件的傳感器的標(biāo)記面與編碼盤齒面相對安裝，間隔與常規(guī)霍耳齒輪傳感器相似。與常規(guī)霍耳齒輪傳感器安裝方法不同的是霍耳齒輪傳感器以兩個(gè)編碼盤相鄰面為對稱面，對稱安裝在編碼盤齒面外。信號處理電路包括電源、放大及門限比較器、輸出部分及其它降低零點(diǎn)飄移和提高穩(wěn)定性的電路，與現(xiàn)有技術(shù)的不同點(diǎn)是齒槽邊與差動磁場零點(diǎn)對應(yīng)，不需進(jìn)行檢測距離和磁場強(qiáng)度校正。
背景技術(shù)：
目前公知的主要的霍耳齒輪傳感器系統(tǒng)，是在運(yùn)動件上裝帶齒輪的導(dǎo)磁盤(或齒條)，采用封裝的永磁鐵和一個(gè)或二個(gè)霍耳元件的霍耳齒輪傳感器，與齒面相對安裝，兩個(gè)霍耳齒輪傳感器中霍耳元件的連線與運(yùn)動方向重合，齒輪上齒和槽對應(yīng)不同的磁阻，在霍耳元件上產(chǎn)生不同的磁場，根據(jù)磁場變化檢測齒和槽的邊界。由于磁場分布的復(fù)雜性，磁場強(qiáng)度變化是漸變的，齒槽邊沿與磁場的對應(yīng)關(guān)系受磁場強(qiáng)度、檢測距離等相關(guān)，磁場強(qiáng)度受溫度影響大，直接用磁場強(qiáng)度檢測齒槽邊誤差大。雙霍耳元件的差動式霍耳齒輪傳感器，可使齒槽邊沿與差動磁場的峰值更接近，但由于轉(zhuǎn)換點(diǎn)在峰值附近，少量的磁場變化可造成較大的轉(zhuǎn)角精度誤差。為了減小距離及磁場強(qiáng)度的影響，現(xiàn)有技術(shù)在傳感器中集成了一套復(fù)雜的處理電路，主要采用了高精度穩(wěn)壓電路，峰值檢測電路和自動增益校正等技術(shù)，進(jìn)一步降低誤差。但由于轉(zhuǎn)換點(diǎn)在磁場變化較慢附近，以及受溫度、檢測距離的影響，目前的傳感器仍存在兩個(gè)問題，一是傳感器需檢測一定同期作為初始化，在此期間誤差很大，二是正式檢測期間仍有較大誤差。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是編碼盤采用兩個(gè)互補(bǔ)齒輪導(dǎo)磁盤(或齒條)疊置的結(jié)構(gòu)；帶雙霍耳元件的傳感器的標(biāo)記面與編碼盤齒面相對安裝，間隔與常規(guī)霍耳齒輪傳感器相似，與常規(guī)霍耳齒輪傳感器安裝方法不同的是霍耳齒輪傳感器以兩個(gè)編碼盤相鄰面為對稱面對稱安裝在編碼盤齒面外。信號處理電路包括電源、放大及門限比較器、輸出部分及其它降低零點(diǎn)飄移和提高穩(wěn)定性的電路，與現(xiàn)有技術(shù)的不同點(diǎn)是齒槽邊與差動磁場零點(diǎn)對應(yīng)，不需進(jìn)行檢測距離和磁場強(qiáng)度校正，可取消峰值檢測、增益控制等復(fù)雜電路。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明圖1是互補(bǔ)式高精度齒輪編碼盤結(jié)構(gòu)2是互補(bǔ)式高精度齒輪傳感器結(jié)構(gòu)簡中1.編碼盤齒，2.編碼盤槽，3.霍耳元件，4.磁場曲線示意圖5.背景磁鐵， 6.門限比較器，7.輸出管，8.輸出地，9.電源，10.輸出信號。
具體實(shí)施例方式
圖1是互補(bǔ)式高精度齒輪編碼盤結(jié)構(gòu)圖。圖中兩個(gè)互補(bǔ)的編碼盤疊置，陰影部分為齒(1)；空白部分O)為槽，兩個(gè)編碼盤的齒、槽互補(bǔ)相對；C3)為兩個(gè)霍耳元件；兩個(gè)霍耳元件以兩個(gè)編碼盤相鄰面為對稱面對稱安裝，這樣兩個(gè)霍耳元件的差動磁場為曲線(4)。 編碼盤的齒槽邊界與差動磁場的零點(diǎn)對應(yīng)，并且只要兩個(gè)霍耳元件特性一致，檢測距離一致，齒、槽的邊界對應(yīng)性好，差動磁場的零點(diǎn)不受磁場變化、檢測距離等因素影響，甚至不受電源電壓影響，因此可大大簡化傳感器的處理電路，提高精度和可靠性。圖2是互補(bǔ)式高精度齒輪傳感器結(jié)構(gòu)簡圖，圖中背景磁鐵( 與編碼盤齒(1)槽( 形成的變化磁場在霍耳元件中產(chǎn)生差動信號，經(jīng)門限比較器產(chǎn)生與編碼盤相對應(yīng)的開關(guān)信號，經(jīng)輸出管(7)，在輸出腳(10)輸出，門限比較器的動作點(diǎn)設(shè)置為零點(diǎn)，為了提高穩(wěn)定性，可取一定的門限范圍， 范圍大小取決于電路和磁路噪聲，電路不需要高精度穩(wěn)壓電路、峰值檢測電路和自動增益校正等技術(shù)、僅需要考慮兩個(gè)霍耳元件的一致性和零點(diǎn)飄移的影響。
權(quán)利要求
1.一種齒輪編碼器，其編碼盤采用兩個(gè)互補(bǔ)齒輪導(dǎo)磁盤(或齒條)疊置的結(jié)構(gòu)，帶雙霍耳元件的傳感器的標(biāo)記面與編碼盤齒面相對安裝，間隔與常規(guī)霍耳齒輪傳感器相似，與常規(guī)霍耳齒輪傳感器安裝方法不同的是霍耳齒輪傳感器以兩個(gè)編碼盤相鄰面為對稱面對稱安裝在編碼盤齒面外。信號處理電路包括電源、放大及門限比較器、輸出部分及其它降低零點(diǎn)飄移和提高穩(wěn)定性的電路，與現(xiàn)有技術(shù)的不同點(diǎn)是齒槽邊與差動磁場零點(diǎn)對應(yīng)，不需進(jìn)行檢測距離和磁場強(qiáng)度校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪編碼器，其編碼盤采用兩個(gè)互補(bǔ)齒輪導(dǎo)磁盤(或齒條) 疊置的結(jié)構(gòu)，即其中一個(gè)編碼盤齒與另一編碼盤的槽相對。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪編碼器，其兩個(gè)霍耳元件的標(biāo)記面與編碼盤齒面相對， 間隔與常規(guī)霍耳齒輪傳感器相似，與常規(guī)霍耳齒輪傳感器安裝方法不同的是，霍耳齒輪傳感器以兩個(gè)編碼盤相鄰面為對稱面，對稱安裝在的編碼盤齒面外。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪編碼器，霍耳信號處理電路包括電源、放大及門限比較器，輸出部分及其它降低零點(diǎn)飄移和提高穩(wěn)定性的電路，與現(xiàn)有技術(shù)的不同點(diǎn)是齒槽邊與差動磁場零點(diǎn)對應(yīng)，不需進(jìn)行檢測距離和磁場強(qiáng)度校正。
全文摘要
一種齒輪編碼器，其編碼盤采用兩個(gè)互補(bǔ)齒輪導(dǎo)磁盤(或齒條)疊置的結(jié)構(gòu)；帶雙霍耳元件的傳感器的標(biāo)記面與編碼盤齒面相對安裝，間隔與常規(guī)霍耳齒輪傳感器相似，與常規(guī)霍耳齒輪傳感器安裝方法不同的是霍耳齒輪傳感器是以兩個(gè)編碼盤相鄰面為對稱面，對稱安裝在編碼盤齒面外。信號處理電路包括電源、放大及門限比較器、輸出部分及其它降低零點(diǎn)飄移和提高穩(wěn)定性的電路，與現(xiàn)有技術(shù)的不同點(diǎn)是齒槽邊與差動磁場零點(diǎn)對應(yīng)，不需進(jìn)行檢測距離和磁場強(qiáng)度校正。
文檔編號G01D3/028GK102313560SQ20101022817
公開日2012年1月11日 申請日期2010年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月10日
發(fā)明者唐明龍, 張潔, 李小年, 董宏, 陳益廣 申請人:天津蹊徑動力技術(shù)有限公司