[发明专利]一种多分辨率绝对式位置测量装置

说明书

本发明涉及一种多分辨率绝对式位置测量装置，由测量基准单元、读数单元、信号处理单元、以及输出控制单元组成，测量基准单元包含1个绝对码道和N个增量码道（N≥1），增量码道的刻线数依次呈倍数关系递增；读数单元包含N+1个传感模块，可分别读取绝对码道和增量码道的位置信息，并将位置信息转换成对应的电学信号；信号处理单元包含1个绝对信号处理模块和N个增量信号处理模块，可将读数单元输入的电学信号解析成N+1个不同分辨率的绝对位置数据；输出控制单元可对N+1个绝对位置数据进行分辨率的选择输出。本发明可实现多种分辨率的位置数据输出，既能实现高速低分辨率测量，也能满足低速高分辨率测量要求。

技术领域

本发明属于测量技术领域，特别涉及一种多分辨率绝对式位置测量装置。

背景技术

位置测量装置根据测量方式不同可分为增量式位置测量装置和绝对式位置测量装置，由于绝对式位置测量装置能够测出被测部件在某一绝对坐标系中的绝对坐标值，因此在数控机床、转台、自动化产线、电梯、汽车等运动控制领域的应用越来越广泛。

在实际应用中，测量装置的分辨率与设备最高运动速度的乘积为定值，需要综合设备的速度要求、测量精度要求等确定合理的测量分辨率。然而由于目前的绝对式位置测量装置只能实现单一分辨率的数据输出，如果是高分辨率的测量装置，就不能实现设备的高速性能，反之如果要实现设备的高速性能，就需要使用低分辨率的测量装置。因此，在不同的测量工况下，就需要根据分辨率要求更换不同的绝对式位置测量装置进行测量，不但增加了测量成本，而且增加了辅助测量时间，影响了生产效率的提升。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以实现多种分辨率数据输出的绝对式位置测量装置，可以根据测量要求任意选择其中一种分辨率的位置数据作为输出，既能满足高速测量要求，也能实现高分辨率测量，测量成本低，效率高。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种多分辨率绝对式位置测量装置，由测量基准单元、读数单元、信号处理单元、以及输出控制单元组成，测量基准单元包含1个绝对码道和N个增量码道（N≥1），增量码道的刻线数依次呈倍数关系递增；读数单元包含N+1个传感模块，可分别读取绝对码道和增量码道的位置信息，并将位置信息转换成对应的电学信号；信号处理单元包含1个绝对信号处理模块和N个增量信号处理模块，可将读数单元输入的电学信号解析成N+1个不同分辨率的绝对位置数据；输出控制单元可对N+1个绝对位置数据进行分辨率的选择输出。

上述一种多分辨率绝对式位置测量装置，所述输出控制单元对输出分辨率的选择通过协议控制，即伺服设备通过协议发送指令给输出控制单元，输出控制单元根据指令内容选择其中一种分辨率的绝对位置数据作为输出。

上述一种多分辨率绝对式位置测量装置，所述绝对码道编码可由伪随机码、曼彻斯特码或其他绝对式编码规则生成，绝对信号处理模块通过硬件译码电路解码得到第1个分辨率的绝对位置数据，即最低分辨率绝对位置数据。

上述一种多分辨率绝对式位置测量装置，所述增量码道的电学信号经对应的增量信号处理模块细分后，分别得到其单增量周期内位置数据。

上述一种多分辨率绝对式位置测量装置，所述单增量周期内位置数据结合第1个分辨率的绝对位置数据产生不同分辨率的绝对位置数据，即：第m个分辨率的绝对位置数据索引至第m个增量码道的每一个周期，结合第m个增量码道单增量周期内位置数据，得到第m+1个分辨率的绝对位置数据（m=1,2，……，N；第m+1个增量码道刻线数大于第m个增量码道刻线数）。

上述一种多分辨率绝对式位置测量装置，所述第1个分辨率的绝对位置数据索引至最低刻线数的增量码道的每一个周期，结合该增量码道单增量周期内位置数据，得到第2个分辨率的绝对位置数据；第2个分辨率的绝对位置数据分别索引至其他N-1个增量码道的每一个周期，结合对应增量码道单周期内位置数据，产生其他N-1个分辨率的绝对位置数据。