[发明专利]基于相移补偿技术的绝对式光电编码器的设计方法

摘要

基于相移补偿技术的绝对式光电编码器的设计方法，涉及自动化领域中的一种位移传感器，解决现有由于编码器的尺寸较大，且由于增加准直透镜，进而导致增加编码器的轴向和径向尺寸的问题。本发明采用散射光照明，得到的光电信号会有一定相移，利用相移补偿技术，推导出散射光照明方法中，指示光栅四个窗口所需的补偿量，在制作指示光栅时，通过改变指示光栅四个窗口之间相对位置关系，进而改变得到光电信号的相位关系，使接收器接收到高质量的光电信号。本发明所述的方法能够减小绝对式编码器的尺寸，提高编码器精度。

主权项

基于相移补偿技术的绝对式光电编码器的设计方法，其特征是，该方法由以下步骤实现：步骤一、透射式单光源(1)出射的散射光经指示光栅(3)的第一窗口(4)和主光栅(2)后由第一接收器(8)接收，经第二窗口(5)和主光栅(2)后由第二接收器(9)接收，经第三窗口(6)和主光栅(2)后由第三接收器(10)接收，经第四窗口(7)和主光栅(2)后由第四接收器(11)接收，四个接收器将接收的光信号转换为电信号；所述第一接收器(8)和第二接收器(9)接收的电信号为I′_0°和I′_180°，第三接收器(10)和第四接收器(11)接收的电信号为I′_90°和I′_270°，四组电信号的表达式用下式表示为上式中：为信号的相移量；步骤二、采用相移补偿技术，对步骤一获得的相移量进行相移补偿；相移补偿量Δ为距离量，用公式表示为：$\mathrm{\Δ}=\frac{\mathrm{Wt}}{2(h+t)},$式中，h为透射式单光源(1)的发光点到指示光栅(3)的距离；t为指示光栅(3)到主光栅(2)的距离；W为透射式单光源(1)经过指示光栅(3)投影到主光栅(2)上的两处投影的中心距；步骤三、根据步骤二获得的补偿量Δ，将指示光栅(3)的第一窗口(4)和第三窗口(6)分别相对移动Δ，第二窗口(5)和第四窗口(7)分别相对移动Δ；获得四路相位依次相差90°的光电信号，对四路信号进行差分放大处理，获得高精度的绝对式编码器。