[发明专利]一种电容式绝对值编码器

说明书

本发明公开了一种电容式绝对值编码器，包括机械结构，提供三个平行的平面；第一定子电路板、第二定子电路板及转子电路板，分别设置在三个所述平面上，所述转子电路板设置在所述第一定子电路板和所述第二定子电路板之间；所述第一定子电路板和所述第二定子电路板电连接，所述第一定子电路板实现信号的发射，所述转子电路板实现信号的调制，所述第二定子电路板实现信号的接收，所述第一定子电路板、第二定子电路板及转子电路板实现绝对角度输出。本发明编码器的抗干扰特性、数据的可靠性提高了，另外本发明编码器的精度较高，且体积小，节约空间占用。

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，特别涉及一种电容式绝对值编码器。

背景技术

永磁直流无刷电机的控制需要知道电机的当前角度和转速，需要将电机的角度和转速信息转换成电信号的传感器，即为编码器。目前根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。

光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90°的两路脉冲信号。

光电编码器是通过在码盘上刻线来计算精度，所以精度越高，码盘就会越大，编码器体积越大；而精度并不是连续的。光电编码器的性能很容易受到环境污染的影响，如灰尘、油污等，它们积聚在光码盘进而影响编码器的输出精度，另外光码盘是使用使得光电编码器的价格很高。

磁电式编码器采用磁电式设计，通过磁感应器件、利用磁场的变化来产生和提供转子的绝对位置，利用磁器件代替了传统的码盘，弥补了光电编码器的这一些缺陷，更具抗震、耐腐蚀、耐污染、结构更简单。但是，磁电编码器的后级处理电路复杂且有很高的机械安装要求，另外磁电编码器的精确度较差。

发明内容

本发明的主要目的是为了提供电容式绝对值编码器，改进现有技术的编码器，提供一种性能强大、成本低、运行可靠的电容式绝对值编码器，更好地服务社会各项生产应用。

本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

本发明提供一种电容式绝对值编码器，包括：

机械结构，提供三个平行的平面；

第一定子电路板、第二定子电路板及转子电路板，分别设置在三个所述平面上，所述转子电路板设置在所述第一定子电路板和所述第二定子电路板之间；所述第一定子电路板和所述第二定子电路板电连接，所述第一定子电路板实现信号的发射，所述转子电路板实现信号的调制，所述第二定子电路板实现信号的接收，所述第一定子电路板、第二定子电路板及转子电路板实现绝对角度输出。

可选的，对于所述的电容式绝对值编码器，所述第一定子电路板包含有发射电极和信号处理电路，所述发射极包括内圈和外圈，所述内圈实现角度粗测，所述外圈实现角度精测；所述内圈由沿轴心方向每k个一组交替重复M组的电极片组成，所述外圈由沿轴心方向每k个一组交替重复N组的电极片组成，M和N成互质关系，k≥1。

可选的，对于所述的电容式绝对值编码器，所述发射电极，通过脉冲宽度调制或数模转换产生4路相位差90度的正弦信号，从而使所述的内圈和所述外圈分别实现所述角度粗测、精测。

可选的，对于所述的电容式绝对值编码器，所述转子电路板包括内圈和外圈，所述内圈是沿轴心连续重复M个周期的具有第一宽度的正弦线，所述外圈是沿轴心连续重复N个周期的具有第二宽度的正弦线。