[发明专利]一种线性编码器

说明书

本发明公开了一种线性编码器，包括第一传感模块、第二传感模块及运算模块，在直线电机运动时，第一传感模块在增量轨道感应出ABZ信号，然后根据A信号和B信号解算出直线电机的位移量，且每个磁极的固定位置生成一个Z信号，然后这些Z信号通过与第二传感模块生成的电平信号做逻辑运算，得到零点位置，并且由于本申请中的电平信号的宽度可以根据相邻两个Z信号之间的宽度调整，因此，可以通过调整电平信号的宽度使其与Z信号做逻辑运算后得到一个唯一的零点，如在零点丢失时，增大电平信号的宽度，或在零点不唯一时，减小电平信号的宽度，使在电平信号与Z信号做逻辑运算时，得到一个唯一的零点，从而避免零点不唯一或者零点丢失的情况。

技术领域

本发明涉及电机运动领域，特别是涉及一种线性编码器。

背景技术

在直线电机的运动过程中，线性编码器起到重要的反馈作用，其中，直线电机包含磁尺与线性编码器，线性编码器与磁尺有相对位移时，线性编码器实时反馈位移信息，输出ABZ信号，后端对AB信号进行解算可以得到直线电机的位移量，通过对Z信号进行处理确定零点位置进而电机可以实现零点回归动作。

具体地，请参照图1，图1为现有技术中的一种磁尺的示意图，磁尺包括增量轨道和参考轨道，增量轨道上包括多个连续且交替排列的N极和S极，参考轨道上包括若干个N极和S极，线性编码器包括磁传感模块及开关磁传感模块，请参照图2，图2为现有技术中的线性编码器与磁尺的相对示意图，其中，线性编码器中的增量传感在增量轨道上移动，并输出相位差为90°的A信号和B信号，且A信号及B信号均为脉冲信号，并通过软件控制使其在增量轨道上的每个磁极的特定角度会有固定宽度(约为1/4～1个A相脉冲或B相脉冲的宽度)的Z信号输出。开关磁传感模块(也即是图2中的参考传感)在参考轨道上移动，经过特定磁极位置输出高电平信号，请参照图3，图3为现有技术中的开关磁传感模块的输出波形图，其中，开关磁传感模块感应到的磁场强度达到一定值时，输出高电平信号，将此高电平信号与Z信号经过与门后输出零点位置。

综上，现有技术中通过开关磁传感模块输出的高电平信号与Z信号做逻辑运算，进而确定零点位置。但是，现有技术中的磁尺充磁无法达到较高精度，尤其是参考轨道的少量磁极，可能会存在充磁误差，请参照图4，图4为现有技术中的磁尺充磁过宽时的示意图，例如，以磁极距为1mm为标准磁极距(相邻两个Z信号(Z1和Z2)之间的宽度为1mm)，参考轨道中的磁极的充磁过宽(磁极距为1.2mm)，也即是开关磁传感模块输出的高电平信号的宽度为1.2mm，由于Z信号是在每个磁极的特定角度输出Z信号，也即是每隔1mm输出一次Z信号，1.2mm1mm，此时，经过高电平信号与Z信号做与运算之后，可能会出现两个零点位置，也即会出现零点不唯一的情况。

此外，由于开关磁传感模块电平跳转对应的磁场强度固定且磁尺磁场衰减剧烈，在进行PCB贴片与机构安装时，磁传感模块与磁尺的累计间距误差很容易导致开关磁传感模块输出的高电平宽度小于磁极宽度，若此时Z信号较为靠近开关磁传感模块输出的高电平信号的边沿，则可能会出现零点丢失的情况。请参照图5，图5为现有技术中的开关磁传感模块输出的高电平宽度过窄时的示意图。其中，相邻两个Z信号之间的距离为1mm，若由于误差导致开关磁传感模块输出的高电平信号为0.9mm，则可能会出现零点丢失的情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种线性编码器，能够确定唯一的零点，避免零点不唯一或者零点丢失的情况。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种线性编码器，包括：

跟随直线电机的动子移动的第一传感模块，用于在所述直线电机运动时，在增量轨道上运动，并生成ABZ信号，所述ABZ信号包括A信号、B信号及Z信号；

跟随所述直线电机的动子移动的第二传感模块，用于在所述直线电机运动时，在参考轨道上运动，并在经过所述参考轨道上磁极时，生成宽度可调的电平信号，所述电平信号的宽度与两个相邻的Z信号之间的宽度相对应，以使所述电平信号与所述Z信号经过逻辑运算后确定唯一的零点位置；