[发明专利]测量电机旋转方向和速度的光电式编码器

说明书

技术领域

本发明涉及电机，尤其是涉及一种用于测量电机旋转方向和速度的光电式编码器。

背景技术

在电机的控制技术中，通常需要采用编码器来测量电机的转速及判别旋转方向。目前，在工程技术领域中应用的编码器主要是光电式编码器，将光电码盘安装在电机的驱动轴上，驱动轴旋转时带动光电码盘旋转，光发射器发出的连续光被光电码盘上均匀分布的透光扇区和不透光扇区切割成断续光线，如图1-1所示，光电码盘上的透光扇区1’和不透光扇区2’均匀地间隔分布在盘面上。由光接收器接收透过光电码盘的光线并输出相应的脉冲信号到电机的控制电路，脉冲信号如图1-2所示，每个脉冲信号的脉宽相同，呈周期性变化，通过计数器对脉冲计数由此计算旋转的速度，旋转方向则通常需要设置两对光反射器和光接收器，通过输出信号的先后顺序来判断电机是正转还是反转。

然而，设置两对光反射器和光接收器，会使得电机的功耗增大，增加使用成本；并且结构和定位组装较为复杂，难以做到小型化，影响产品成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种测量电机旋转方向和速度的光电式编码器，只需通过一个感应装置即可实现测量，降低了功耗，简化了结构，节约了成本。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种测量电机旋转方向和速度的光电式编码器，包括光电码盘和邻近所述光电码盘设置的光感应装置，所述光电码盘上具有多个间隔布置的所述光感应装置逻辑值为1的第一区域和逻辑值为0的第二区域，相邻的所述第一区域和所述第二区域组成一个第三区域，所述光电码盘上具有至少两个第三区域，其特征在于，所述第一区域不均匀分布。

根据本发明的一个方面，所述第一区域和所述第二区域中的一个为白色的反射光的区域，另一个为黑色的吸收光的区域，所述光感应装置为包括一对光发射管和光接收管的第一光感应元件，所述第一光感应元件设置在所述光电码盘的一侧。

所述电机内还设有一个包括一对光发射管和光接收管的第二光感应元件，与所述第一光感应元件组成差分运放电路，用于消除电机震动或电机温升后的热辐射等会对光感应元件的检测引起的干扰。

在一个实施例中，所述第一区域和所述第二区域布置在所述光电码盘的盘面上，所述第一光感应元件设置在所述光电码盘轴向的一侧。

在另一个实施例中，所述第一区域和所述第二区域布置在所述光电码盘的周向上，所述第一光感应元件设置在所述光电码盘径向的一侧。

根据本发明的另一个方面，所述第一区域和所述第二区域中的一个为透光的区域，另一个为不透光的区域，所述光感应装置为一对光发射器和光接收器，所述光发射器设置在所述光电码盘的一侧，所述光接收器设置在所述光电码盘的另一侧。

在一个实施例中，所述第一区域和所述第二区域布置在所述光电码盘的盘面上，所述光发射器和光接收器分别设置在所述光电码盘轴向的两侧。

在另一个实施例中，所述第一区域和所述第二区域布置在所述光电码盘的周向上，所述光发射器和光接收器设置在所述光电码盘径向的两侧。

所述第三区域的大小相同，使得发生脉冲信号的间隔相同，呈周期变化。

所述第一区域沿一个方向等量增大，使得脉冲信号的脉宽等量增大，便于旋转方向的判断。

与现有技术相比，本发明的优点在于：将光感应装置逻辑值为1的区域按一定的规律不均匀地分布在光电码盘的盘面或周向上，以此光电码盘运动变化而产生脉宽不等的脉冲信号，根据脉冲信号的变化规律，仅凭一个感应装置就可以判断电机的旋转方向，并通过计数器对脉冲信号计数以计算电机的旋转速度。

附图说明

图1-1为现有技术的光电码盘示意图；

图1-2为图1-1的输出信号示意图；

图2为本发明的光电式编码器一个实施例的示意图；

图3-1为本发明的光电码盘示意图；

图3-2为图3-1的输出信号示意图；

图4为本发明的光电式编码器另一个实施例的示意图；

图5-1为本发明的光电码盘的另一个实施例的示意图；

图5-2为图5-1的输出信号示意图；

图6为本发明的两个光感应元件组成的差分运放电路图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1