[发明专利]编码器、电机及编码器绝对位置的检测方法

说明书

本申请提供一种编码器、电机及编码器绝对位置的检测方法。所述编码器包括：总长度相等且平行设置的第一多对极磁体以及第二多对极磁体，其中，所述第一多对极磁体包括m对磁极，所述第二多对极磁体包括n对磁极，m和n为大于2的自然数且彼此互质；第一组霍尔元件，包括第一线性霍尔传感器和第二线性霍尔传感器，与所述第一多对极磁体相邻设置，并根据所述第一多对极磁体的磁极信号输出第一组检测信号；第二组霍尔元件，包括第三线性霍尔传感器和第四线性霍尔传感器，与所述第二多对极磁体相邻设置，根据所述第二多对极磁体的磁极信号输出第二组检测信号。通过两组组合磁极和4个线性霍尔元件，实现编码器的绝对位置检测，同时提高分辨率。

技术领域

本申请涉及编码器技术领域，具体涉及一种编码器、电机、电气设备及编码器绝对位置的检测方法。

背景技术

目前工控领域的高精度伺服平台广泛采用的位移传感器有光电编码器和磁电编码器。其中，磁电编码器主要由永磁体和磁敏元件组成。磁敏元件能够通过霍尔效应或磁阻效应感应由永磁体相对运动造成的空间磁场变化，且能将这一磁场变化转化为电压信号的变化，并能通过后续的信号处理系统达到对运动部件位移检测的目的。相比光电编码器，磁电编码器具有结构简单、耐高温、抗油污、抗冲击和体积小、成本低等优点，在小型化和恶劣环境条件的应用场所具有独特优势。

磁电编码器主要由磁信号发生结构和信号处理电路两部分组成，其中磁信号发生源称为磁体。为了增加编码器的分辨率，通常会增加磁极的数量，但是磁极数的增加受到磁敏元件识别能力的限制。另一方面，传统的磁电编码器由一组磁极组成，无法识别绝对位置。

因而在传统的磁电编码器的基础之上增加一个磁电编码器，构成组合式磁电编码器，来实现对绝对位置的编码，同时提高分辨率。

发明内容

基于此，本申请提供了一种编码器，在传统的编码器基础之上增加一组磁极，构成组合式编码器，来实现对绝对位置的编码。同时通过4个线性霍尔元件实现绝对位置的高精度检测，突破了磁敏元件识别能力的限制。

根据本申请的第一方面，提供一种编码器，包括：

总长度相等且平行设置的第一多对极磁体以及第二多对极磁体，其中，

所述第一多对极磁体包括m对磁极，所述第二多对极磁体包括n对磁极，m和n为大于2的自然数且彼此互质；

第一组霍尔元件，包括第一线性霍尔传感器和第二线性霍尔传感器，与所述第一多对极磁体相邻设置，并根据所述第一多对极磁体的磁极信号输出第一组检测信号；

第二组霍尔元件，包括第三线性霍尔传感器和第四线性霍尔传感器，与所述第二多对极磁体相邻设置，根据所述第二多对极磁体的磁极信号输出第二组检测信号。

根据本申请的一些实施例，所述第一线性霍尔传感器和第二线性霍尔传感器的输出信号相位相差90度。

根据本申请的一些实施例，所述第三线性霍尔传感器和第四线性霍尔传感器的输出信号相位相差90度。

根据本申请的一些实施例，所述第一线性霍尔传感器和第三线性霍尔传感器在一端对齐。

根据本申请的一些实施例，m大于n。

根据本申请的一些实施例，m和n为质数。

根据本申请的第二方面，提供一种电机，包括：

上述编码器；

动子，所述第一组霍尔元件和第二组霍尔元件设置于所述动子上；

定子，所述第一多对极磁体和第二多对极磁体设置于所述定子上。

根据本申请的第三方面，提供一种电气设备，包括如上所述的电机。