本實(shí)用新型涉及工業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于集成型工業(yè)機(jī)械傳感控制的旋轉(zhuǎn)編碼器。

背景技術(shù)：

編碼器(encoder)是將信號(如比特流)或數(shù)據(jù)進(jìn)行編制、轉(zhuǎn)換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設(shè)備。編碼器把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號，前者稱為碼盤，后者稱為碼尺。旋轉(zhuǎn)編碼器就是將角位移、角速度轉(zhuǎn)換成電信號。旋轉(zhuǎn)編碼器按照讀出方式可以分為接觸式和非接觸式兩種；接觸式采用電刷輸出，通過電刷接觸導(dǎo)電區(qū)或絕緣區(qū)來表示代碼的狀態(tài)是“1”還是“0”；非接觸式的接受敏感元件多數(shù)為光敏元件，采用光敏元件時以透光區(qū)和不透光區(qū)來表示代碼的狀態(tài)是“1”還是“0”。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和對建設(shè)現(xiàn)代工業(yè)的需求，將物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)機(jī)械作業(yè)有機(jī)的結(jié)合起來對于提高工業(yè)機(jī)械作業(yè)的效率與產(chǎn)量具有重要意義。而在對工業(yè)機(jī)械的各項(xiàng)作業(yè)指標(biāo)、環(huán)境數(shù)據(jù)、發(fā)動機(jī)數(shù)據(jù)監(jiān)測時，由于工業(yè)機(jī)械作業(yè)的外部環(huán)境多變、作業(yè)時間長、作業(yè)強(qiáng)度大等特點(diǎn)。故而不但對設(shè)置在工業(yè)機(jī)械上的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、傳動輥轉(zhuǎn)速傳感器等一系列傳感器的耐受性和穩(wěn)定性都有很高的要求，而且還在補(bǔ)償徑向跳動、對正誤差、被測軸加速度期間的軸向竄動量都有很高的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于集成型工業(yè)機(jī)械傳感控制的旋轉(zhuǎn)編碼器，第一，采用非接觸式的磁敏元件來感應(yīng)旋轉(zhuǎn)的速度，非接觸式的結(jié)構(gòu)相對于接觸式的電刷計量結(jié)構(gòu)合理，計量精度更高。第二，控制芯片電路板上的控制芯片采用A1335型霍爾效應(yīng)角傳感器集成電路芯片或者采用A1391、A1392、A1393和A1395型號的微功率線性霍爾效應(yīng)傳感器集成電路芯片，可以適用于各種類型的磁性材料并適用于各種圓柱形狀的磁性材料，并可以補(bǔ)償徑向跳動、對正誤差、被測軸加速度期間的軸向竄動量和理論誤差。第三，本實(shí)用新型采用先由磁鐵粗定位，再通過電容片準(zhǔn)確定位，減小了芯片的運(yùn)算量同時加快了芯片的運(yùn)算速度，角度測量精度高。第四，本實(shí)用新型的電容芯片在360度區(qū)域內(nèi)平均分成16～64個精定位單元，每個精定位單元的角度范圍為22.5度，每個精定位單元又細(xì)分為4-16個均等的碼線，當(dāng)磁鐵粗定位轉(zhuǎn)軸的角度位于哪個精定位單元角度范圍中后，通過轉(zhuǎn)軸上面的撥盤上的齒所阻擋精定位單元內(nèi)的碼線數(shù)目的變化量來判定旋轉(zhuǎn)的角度。第五，所述每個精定位單元所包含的角度范圍被劃分為360等份，使精定位單元的最小單位減小為0.0625度，使旋轉(zhuǎn)編碼器的精度范圍大幅上升。第六，在模擬信號電路板上，電容芯片所采集的精定位單元內(nèi)的電容采樣信號會被傳輸?shù)竭\(yùn)算放大器內(nèi)，將采樣信號放大，并由低通濾波器濾掉高頻載波，將采集到的低頻正弦波和余弦波信號經(jīng)過芯片得出編碼器的撥盤的旋轉(zhuǎn)角度。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

用于集成型工業(yè)機(jī)械傳感控制的旋轉(zhuǎn)編碼器，包括撥盤、模擬信號電路板、電容片、控制芯片電路板、轉(zhuǎn)軸、磁鐵、轉(zhuǎn)軸安裝座、第一軸承和動力裝置，所述電容片、控制芯片電路板和轉(zhuǎn)軸安裝座之間相互平行設(shè)置，所述電容片和控制芯片電路板之間還設(shè)置有模擬信號電路板，模擬信號電路板與電容片之間設(shè)置有撥盤，所述撥盤的中心固定安裝在轉(zhuǎn)軸上，所述轉(zhuǎn)軸一端穿過模擬信號電路板且該端頭設(shè)置有磁鐵，所述轉(zhuǎn)軸另一端穿過轉(zhuǎn)軸安裝座并與動力裝置連接，所述轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)軸安裝座之間還設(shè)置有用以連接轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)軸安裝座的第一軸承。

進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)軸安裝座上設(shè)置有至少一個固定桿，所述固定桿上設(shè)有三個固定安裝槽，所述電容片、模擬信號電路板和控制芯片電路板均固定安裝在固定桿的固定安裝槽內(nèi)。

進(jìn)一步地，還包括撥盤擋圈，所述撥盤擋圈安裝在撥盤得外緣，且在所述電容片和模擬信號電路板之間。

進(jìn)一步地，所述電容片上設(shè)有沿電容片中心環(huán)形分布精定位單元，所述精定位單元為碼線組，所述碼線組的數(shù)量為16組、32組或者64組，每組碼線組中包括4條碼線或8條碼線或16條碼線。

進(jìn)一步地，所述撥盤為齒形結(jié)構(gòu)，所述撥盤上的齒的數(shù)量與電容片碼線組的數(shù)量是相同的，所述撥盤上的相鄰的齒的齒間距與碼線組的寬度相同。

進(jìn)一步地，所述磁鐵為圓片狀結(jié)構(gòu)，所述磁鐵的N極和S極的分界線為磁鐵圓形截面上的一條直徑。

進(jìn)一步地，所述模擬信號電路板上設(shè)有電容片的電容量接收端，所述電容量接收端與運(yùn)算放大器電連接，所述運(yùn)算放大器的輸出端與低通濾波器連接，所述低通濾波器的輸出端連接至AD轉(zhuǎn)換電路，所述AD轉(zhuǎn)換電路連接至控制芯片電路板。

有益效果

由于采用了上述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

第一，采用非接觸式的磁敏元件來感應(yīng)旋轉(zhuǎn)的速度，非接觸式的結(jié)構(gòu)相對于接觸式的電刷計量結(jié)構(gòu)合理，計量精度更高。第二，控制芯片電路板上的控制芯片采用A1335型霍爾效應(yīng)角傳感器集成電路芯片或者采用A1391、A1392、A1393和A1395型號的微功率線性霍爾效應(yīng)傳感器集成電路芯片，可以適用于各種類型的磁性材料并適用于各種圓柱形狀的磁性材料，并可以補(bǔ)償算法的對齊錯誤和理論誤差。第三，本實(shí)用新型采用先由磁鐵粗定位，再通過電容片準(zhǔn)確定位，減小了芯片的運(yùn)算量同時加快了芯片的運(yùn)算速度，角度測量精度高。第四，本實(shí)用新型的電容芯片在360度區(qū)域內(nèi)平均分成16～64個精定位單元，每個精定位單元的角度范圍為22.5度，每個精定位單元又細(xì)分為4-16個均等的碼線，當(dāng)磁鐵粗定位轉(zhuǎn)軸的角度位于哪個精定位單元角度范圍中后，通過轉(zhuǎn)軸上面的撥盤上的齒所阻擋精定位單元內(nèi)的碼線數(shù)目的變化量來判定旋轉(zhuǎn)的角度。第五，所述每個精定位單元所包含的角度范圍被劃分為360等份，使精定位單元的最小單位減小為0.0625度，使旋轉(zhuǎn)編碼器的精度范圍大幅上升。第六，在模擬信號電路板上，電容芯片所采集的精定位單元內(nèi)的電容采樣信號會被傳輸?shù)竭\(yùn)算放大器內(nèi)，將采樣信號放大，并由低通濾波器濾掉高頻載波，將采集到的低頻正弦波和余弦波信號經(jīng)過芯片得出編碼器的撥盤的旋轉(zhuǎn)角度。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的撥盤結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型的磁鐵的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型模擬信號電路板上的電路原理圖。

圖5是本實(shí)用新型控制芯片電路板上的電路原理圖。

在圖中：1-撥盤；101-撥盤上的齒；2-模擬信號電路板；3-電容片；4-控制芯片電路板；5-轉(zhuǎn)軸；6-磁鐵；7-轉(zhuǎn)軸安裝座；8-第一軸承；9-動力裝置；10-固定桿；11-撥盤擋圈。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實(shí)用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

本實(shí)用新型的實(shí)施方式：

參見圖1～圖5，用于集成型工業(yè)機(jī)械傳感控制的旋轉(zhuǎn)編碼器，包括撥盤、模擬信號電路板、電容片、控制芯片電路板、轉(zhuǎn)軸、磁鐵、轉(zhuǎn)軸安裝座、第一軸承和動力裝置，所述電容片、控制芯片電路板和轉(zhuǎn)軸安裝座之間相互平行設(shè)置，所述電容片和控制芯片電路板之間還設(shè)置有模擬信號電路板，模擬信號電路板與電容片之間設(shè)置有撥盤，所述撥盤的中心固定安裝在轉(zhuǎn)軸上，所述轉(zhuǎn)軸一端穿過模擬信號電路板且該端頭設(shè)置有磁鐵，所述轉(zhuǎn)軸另一端穿過轉(zhuǎn)軸安裝座并與動力裝置連接，所述轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)軸安裝座之間還設(shè)置有用以連接轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)軸安裝座的第一軸承。

進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)軸安裝座上設(shè)置有至少一個固定桿，所述固定桿上設(shè)有三個固定安裝槽，所述電容片、模擬信號電路板和控制芯片電路板均固定安裝在固定桿的固定安裝槽內(nèi)。

進(jìn)一步地，還包括撥盤擋圈，所述撥盤擋圈安裝在撥盤得外緣，且在所述電容片和模擬信號電路板之間。

進(jìn)一步地，所述電容片上設(shè)有沿電容片中心環(huán)形分布精定位單元，所述精定位單元為碼線組，所述碼線組的數(shù)量為16組、32組或者64組，每組碼線組中包括4條碼線或8條碼線或16條碼線。

進(jìn)一步地，所述撥盤為齒形結(jié)構(gòu)，所述撥盤上的齒的數(shù)量與電容片碼線組的數(shù)量是相同的，所述撥盤上的相鄰的齒的齒間距與碼線組的寬度相同。

進(jìn)一步地，所述磁鐵為圓片狀結(jié)構(gòu)，所述磁鐵的N極和S極的分界線為磁鐵圓形截面上的一條直徑。

進(jìn)一步地，所述模擬信號電路板上設(shè)有電容片的電容量接收端，所述電容量接收端與運(yùn)算放大器電連接，所述運(yùn)算放大器的輸出端與低通濾波器連接，所述低通濾波器的輸出端連接至AD轉(zhuǎn)換電路，所述AD轉(zhuǎn)換電路連接至控制芯片電路板。