[实用新型]一种基于增量式光电编码器的角度测量装置

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种角度测量装置，尤其是一种基于增量式光电编码器的角度测量装置，可应用于各种旋转的相对角度测量场合。 

背景技术

目前，用于旋转的相对角度测量的装置，其结构主要由角度传感器、信号整形及波形变换电路、角度显示电路、主控制等部分构成。其性能及精度完全取决于角度传感器。传统的电阻式角度传感器，虽然电路简单、价格便宜，但由于其精度低、性能不稳定，导致这种角度传感器的应用不是很广泛。另外一种传统的电容式倾角传感器，虽然精度较电阻式的有所提高，性能也较稳定，但这种传感器不能实现360度或者大于360度的角度测量。因此，找到一种精度高，且能实现大角度测量的角度传感器，配合相应的电路及控制程序能够实现旋转的相对角度测量，对现有的角度测量电路进行改进是有必要的。 

实用新型内容

针对现有角度测量方法的上述不足，本实用新型解决的技术问题是设计一种基于增量式光电编码器的旋转相对角度测量装置。 

解决该技术问题所采用的技术方案是：一种基于增量式光电编码器的角度测量装置，由主板、增量式光电编码器、连接电缆三部分构成。增量式光电编 码器的旋转轴与被测物件进行刚性连接，与被测物件同步转动，增量式光电编码器在旋转时有脉冲信号输出，将该信号通过连接电缆送至主板，主板在统计出脉冲个数后换算成角度，通过显示电路显示出相应的角度，从而完成角度测量的功能。由于增量式光电编码器输出一个脉冲只能反应该编码器旋转轴转动的角度，而不能指示其绝对位置，因此，本实用新型所述的角度测量装置适合应用于旋转的相对角度测量场合。 

所述增量式光电编码器其内部光栅为10000线，其旋转轴转动一周360度后A相和B相能输出10000个脉冲，即一个脉冲对应的测量角度为2.16分。该光电编码器每旋转一周后Z相输出一个脉冲，因此可实现大于360度的测量。 

所述主板由主控制器电路、LED数码管显示电路、5V电源电路、12V电源电路、光电编码器脉冲整形电路、按键电路组成。LED数码管显示电路、光电编码器脉冲整形电路、按键电路均与主控制器电路连接。5V电源电路为主控制器电路、LED数码管显示电路、按键电路提供电能，12V电源电路为光电编码器脉冲整形电路提供电能。 

本实用新型的有益效果是：角度测量的精度非常高，可达2.16分，且主板以中断的方式接收脉冲信号，能够实时的处理光电编码器的角度脉冲信号，不至于使信号丢失，使角度测量更精确。另外，光电编码器可以与被测物件刚性连接，光电编码器通过连接电缆与主板相连接，从而使本实用新型所述的角度测量装置，具有易于组装和便于推广的优点。 

附图说明

图1是本实用新型角度测量装置结构图 

图2是本实用新型主板原理框图 

图3是本实用新型光电编码器脉冲整形电路原理图 

图4是本实用新型主控制器电路原理图 

图5是本实用新型LED数码管显示电路原理图 

图6是本实用新型按键电路原理图 

图7是本实用新型5V电源电路原理图 

图8是本实用新型12V电源电路原理图 

其中：1-主板，2-增量式光电编码器，3-连接电缆，11-光电编码器脉冲整形电路，12-主控制器电路，13-LED数码管显示电路，14-按键电路，15-5V电源电路，16-12V电源电路。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。 

如图1所示，本实用新型一种基于增量式光电编码器的角度测量装置，由主板1、增量式光电编码器2、连接电缆3组成。 

如图2所示，本实用新型一种基于增量式光电编码器的角度测量装置，主板1由光电编码器脉冲整形电路11、主控制器电路12、LED数码管显示电路13、按键电路14、5V电源电路15和12V电源电路16组成。 

图3所示的光电编码器脉冲整形电路由接口P3、反相器74HC04、输入限流电阻R16、输入限流电阻R17、输入限流电阻R18构成。该电路的功能是将增量式光电编码器2送来的A相、B相、Z相共3路12V矩形脉冲信号，转换成5V的矩形脉冲信号，输出至主控制器电路12，以来计算角度值。