[发明专利]一种用于增量式磁电编码器的信号处理方法及电路

说明书

本发明提供了一种用于增量式磁电编码器的信号处理方法及电路，涉及磁电编码器技术领域，使用基于各向异性磁电阻(Anisotropic magnetoresistance，AMR)技术的角位移传感器，使用IC‑TW28芯片来提高增量式磁电编码器的测量分辨率和输出精度。本发明有益效果：设计简单，使用的元器件较少，可实现编码器的高动态、高精度编码，同时，可消除外界杂散磁场及装配误差对采集精度的影响，同时可消除外界杂散磁场及装配误差对采集精度的影响，能够提高增量式磁电编码器的普遍适用性。

技术领域

本发明属于磁电编码器技术领域，具体地涉及一种用于增量式磁电编码器的信号处理方法及电路。

背景技术

编码器是将机械运动中角位移或直线位移等物理量转变为电信号的一类传感器件。按照工作原理编码器可分为绝对式编码器和增量式编码器两类。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的电信号输出，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关；增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小，其测量与中间过程相关。

编码器根据工作原理可分类为：光电式、磁电式和触点电刷式。应用最广的是光电编码器,但由于光电编码器使用光栅材料,决定了其无法适应苛刻的环境工作,在受到外界大冲击时，码盘容易碎裂,并且光栅加工工艺复杂,要求较高的装配和定位精度,而且感光器件的寿命有限,高精度的光电编码器加工难度大,成本难以控制。触点电刷式编码器的分辨率受到电刷的限制，不能做到很高；且电刷接触产生磨擦，使用寿命较短，不允许高速运转。磁电式编码器采用磁性元件作为传感器，基于霍尔效应或磁阻效应，可实现角位移的高精度测量，其构成部件少，结构紧凑，易于实现小型化、高精度、高分辨率，具有抗振动、抗冲击、长寿命等特性，广泛应用于电机伺服系统及自动控制系统。

但现有的增量式磁电式编码器产品中，磁电传感器主要是基于霍尔效应来设计的(公开号：CN2056RS42281U，公开号：CN209043335U)，而基于霍尔效应的磁电编码器一般需要多个霍尔传感器，通过把旋转磁场转化为正弦信号来处理，不仅麻烦且成本较高。近年来新兴一种基于磁阻效应的角位移传感器，主要是通过多级充磁的磁鼓，将周期变化的空间磁场转化成差分的正余弦信号，从而来实现角位移的测量，操作简单方便。

因此，亟需一种能够用于磁阻效应角位移传感器的信号处理电路，能够将差分的正余弦信号转换为增量式编码器所需的脉冲信号。

发明内容

本发明提供一种用于增量式磁电编码器的信号处理方法及电路，解决现有技术中现有的增量式磁电式编码器产品成本高精度差等问题。

本发明的第一方面，提供一种用于增量式磁电编码器的信号处理方法，包括：

步骤1、使用AMR传感器将旋转磁场转化为相位相差90°的正余弦差分信号；

步骤2、将步骤1输出的正余弦信号使用仪表放大器进行放大；

步骤3、将步骤2放大后的信号输入进IC-TW28芯片，对正余弦信号进行插值细分并输出脉冲信号。

上述信号处理方法中，所述仪表放大器的个数为2个。

上述信号处理方法中，所述仪表放大器的型号为AD8224、AD620、 AD8226中的一种或者多种结合。

上述信号处理方法中，所述IC-TW28芯片最高可对一个周期的正余弦信号插值256次，细分输出256个脉冲信号。

本发明的第二方面，提供一种用于增量式磁电编码器的信号处理电路，包括：

AMR传感器，用于将旋转磁场转化为相位相差90°的正余弦差分信号；

仪表放大器，用于对AMR传感器输出的正余弦差分信号进行放大和偏置；