[发明专利]一种绝对式编码器

说明书

技术领域

本发明涉及一种编码器，特别涉及一种属于光电检测领域的绝对式编码器。

背景技术

现阶段国外绝对式编码器产品中，欧美产品较为成熟，在测量精度、防护等级、工作温度范围以及通讯接口上都较有优势；日韩产品功能一般，但是在原材料的选择和成本控制上较有优势，因此价格也较为便宜；国内目前除了少数单一的并行接口编码器外，还没有完全成熟的绝对式编码器产品。因此也说明了国内在智能化集成编码器运用中，还处于起步阶段，在电子电路设计方面，特别是总线接口方面，有较大的提高空间。

绝对式编码器是一种数字测角装置，实时测量被测转轴所处的角位置及角速度，把轴角信息转换成二进制代码，与控制系统中的连接，可实现实时测量。编码器的电路由数据采集部分和数据处理部分组成。单片机是编码器电路系统的核心，它将编码器的粗码、精码信号采集到后，经精码细分、码道校正、电调零等数据处理，最后以二进制代码输出。

中国发明公开说明书CN101424548A公开了一种绝对编码器，该编码器包括包括：安装法兰、旋转轴、编码器模块、光源装置和数据处理器。该编码器成本低廉，可靠性高，但是该编码器电路与控制系统的数据传输采用并行和串行两种方式。如果采用并行传输，每位数据需要一根电缆线。例如对于24位分辨率的编码器就需要一根24芯的电缆，并行传输仅适用于短距离传输和特殊要求；串行数据传输虽然只用两根导线，在与外部多个系统连接时，连接导线也必须有多对导线与之一一对应，并且有严格的时序规定。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，把控制器局域网总线引进编码器电路，增加编码器电路的智能性能，满足不同的实时输出要求，特设计一种绝对式编码器。

为解决上述技术问题，所述的绝对式编码器，包括：

编码器模块，该编码器模块包括：

光源装置，用于产生照射用的平行光线；

编码光栅，套设在所述旋转轴上，用于遮挡光源装置产生的光线；

接收装置，用于接收经过编码光栅后的光线产生光电流，输出编码序列；

放大和数字化处理电路，用于接收编码序列并转换成能被单片机识别的电信号；

单片机，接收放大和数字化处理电路传送的电信号，用于控制编码器；

还包括控制器局域网总线；所述光源装置发出的光信号经过编码器模块调制后，被放大和数字化处理电路接收并转换成能被单片机识别的电信号；放大和数字化处理电路的输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出/输入端与控制器局域网总线的输入/输出端连接。

进一步说，还包括输出光电隔离器、输入光电隔离器和输入/输出驱动器，所述控制器局域网总线的输出端与输出光电隔离器的输入端连接，输出光电隔离器的输出端与输入/输出驱动器的输入端连接，输入/输出驱动器的输出端与输入光电隔离器的输入端连接，输入光电隔离器的输出端与控制器局域网总线的输入端连接。

进一步说，所述光源装置包括用于产生照射用的红外光线的红外线光源和用于将光源产生的红外光线变成平行光线的透镜。

进一步说，所述编码光栅是格雷码光栅。

与现有技术相比，本发明绝对式编码器包括控制器局域网总线；光源装置发出的光信号经过编码器模块调制后，被放大和数字化处理电路接收并转换成能被单片机识别的电信号；放大和数字化处理电路的输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出/输入端与控制器局域网总线的输入/输出端连接。本发明采用了单片机技术和控制器局域网总线技术，实现了用户可编程功能以及控制器局域网总线通讯功能，用户根据实际的应用，针对设备节点号、传输波特率、单圈分辨率、圈数等主要性能参数进行编程，实现产品除物理层固化程序外的二次程序编写；同时控制器局域网总线技术的应用，使产品方便快捷的与控制器局域网总线设备进行数据交换，彻底摆脱传统绝对式编码器需要大量布线及与现代工控设备接口复杂等缺点。另外，高性能的元器件选用和精密的机械结构设计，保证了产品的可靠性和稳定性，也提高了产品的防护等级和抗干扰能力。

附图说明

图1为本发明绝对式编码器的结构方框图。

图中：1.编码光栅，2.接收装置，3.光源装置，4.放大和数字化处理电路，5.单片机，6.控制器局域网总线，7.输出光电隔离器，8.输入光电隔离器，9.输入/输出驱动器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示的绝对式编码器，包括：

编码器模块，该编码器模块包括：