專利名稱：消除誤計(jì)數(shù)及抗干擾的圓光柵編碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種圓光柵編碼器，特別是一種具有抗干擾電路并能消除誤計(jì)數(shù)的圓光柵編碼器。
在機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)控制或自動(dòng)測(cè)量中，常采用圓光柵編碼器。一般是裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸等轉(zhuǎn)動(dòng)部件上，編碼器包括圓光柵和游標(biāo)光柵等光學(xué)元件，同時(shí)裝有發(fā)光管和光敏元件，光敏元件檢測(cè)通過光柵的光信號(hào)并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，送到由比較器和長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器組成的電路，該電路將信號(hào)變成方波脈沖，輸給電腦等控制裝置。在圓光柵編碼器應(yīng)用于測(cè)角系統(tǒng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)用脈沖計(jì)數(shù)方式測(cè)得的轉(zhuǎn)角，有時(shí)與軸的實(shí)際轉(zhuǎn)角不符。原因是當(dāng)圓光柵和游標(biāo)光柵處于“半擋半開”位置時(shí)，編碼器電路中的電壓比較器便處于“臨界工作點(diǎn)”，即紅外接收管的輸出電壓有微小波動(dòng)時(shí)，其輸出會(huì)在“0”和“1”兩種狀態(tài)間跳變。所以處于上述狀態(tài)時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)的圓光柵編碼器會(huì)產(chǎn)生難以判向的脈沖，而且這種脈沖是一種多余信號(hào)。產(chǎn)生這種多余信號(hào)的機(jī)制有兩種，第一是機(jī)械振動(dòng)引起比較器電平跳變；第二種是電干擾加在臨界工作點(diǎn)時(shí)引起比較器電平跳變。96243294.6號(hào)中國(guó)專利提供了一種圓光柵編碼器的預(yù)處理器，用以消除在慢速或超慢速條件下，機(jī)械振動(dòng)引起的圓光柵編碼器誤計(jì)數(shù)。該專利采用外加電路，較好地完成了其發(fā)明任務(wù)，但圓光柵編碼器原有的內(nèi)部電路依然存在誤計(jì)數(shù)的不足。
本實(shí)用新型的任務(wù)是對(duì)現(xiàn)有圓光柵編碼器的內(nèi)部電路加以改進(jìn)，使新的編碼器能夠同時(shí)消除產(chǎn)生誤信號(hào)的兩種機(jī)制，消除難以判向的多余脈沖輸出，使圓光柵編碼器在機(jī)械振動(dòng)與電干擾的情況下，仍然能完全按轉(zhuǎn)動(dòng)軸的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)角輸出方波脈沖，提高其測(cè)角值的可信度。
本設(shè)計(jì)方案是與現(xiàn)有技術(shù)相同圓光柵編碼器包括圓光柵和游標(biāo)光柵等光學(xué)元件，同時(shí)裝有發(fā)光管和光敏元件，及由比較器和長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器組成的電路，本設(shè)計(jì)的特征是比較器采用有滯洄特性的比較器。更優(yōu)化的設(shè)計(jì)是同時(shí)在電路中加有抑制電干擾元件。例如發(fā)光管與電源之間加裝穩(wěn)流管；或在電源線進(jìn)線加裝濾波和去耦元件。
本實(shí)用新型對(duì)現(xiàn)有圓光柵編碼器的內(nèi)部電路進(jìn)行了改進(jìn)，使新的編碼器能夠同時(shí)消除產(chǎn)生誤信號(hào)的兩種機(jī)制，消除難以判向的多余脈沖輸出，備有新電路的圓光柵編碼器在機(jī)械振動(dòng)與電干擾的情況下，仍然能完全按轉(zhuǎn)動(dòng)軸的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)角輸出方波脈沖，測(cè)角值有更高的可信度。
現(xiàn)結(jié)合附圖與實(shí)施例作進(jìn)一步說明。


圖1為實(shí)施例1電路原理圖；圖2為碼盤與光電裝置示意圖。
實(shí)施例1，參照?qǐng)D1、圖2由恒流源驅(qū)動(dòng)的發(fā)光管D1作為光源照射到游標(biāo)2后，通過碼盤3到接收管4上。除零點(diǎn)外，正、余弦信號(hào)的接收采用了差分推挽方式提高可靠性。接收管上的信號(hào)經(jīng)一級(jí)放大后，通過二級(jí)施密特觸發(fā)器U1、U2(相當(dāng)于帶滯洄的比較器)后，由長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)電路輸出碼盤信號(hào)。正、余弦信號(hào)的相位由接收管及游標(biāo)的佛安裝位置所保證。在電路中加有抑制電干擾元件。所說的抑制電干擾元件是發(fā)光管與電源之間加裝的穩(wěn)流管，同時(shí)，電源線進(jìn)線加裝有濾波和去耦元件。
權(quán)利要求1.一種消除誤計(jì)數(shù)及抗干擾的圓光柵編碼器，包括圓光柵和游標(biāo)光柵，同時(shí)裝有發(fā)光管和光敏元件，及由比技器和長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器組成的電路，其特征是比較器采用有滯洄特性的比較器。
2.按照權(quán)利要求1所述的消除誤計(jì)數(shù)及抗干擾的圓光柵編碼器，其特征是所說的有滯洄特性的比較器是采用二級(jí)施密特觸發(fā)器。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的消除誤計(jì)數(shù)及抗干擾的圓光柵編碼器，其特征是在電路中加有抑制電干擾元件，所說的抑制電干擾元件是發(fā)光管與電源之間加裝的穩(wěn)流管或電源線進(jìn)線加裝的濾波和去耦元件。
專利摘要本實(shí)用新型是對(duì)現(xiàn)有圓光柵編碼器的內(nèi)部電路進(jìn)行改進(jìn);消除誤計(jì)數(shù)及抗干擾的圓光柵編碼器包括圓光柵、游標(biāo)光柵、發(fā)光管和光敏元件及由比較器和長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器組成的電路,其特征是:比較器采用有滯洄特性的比較器。同時(shí)在電路中加有抑制電干擾元件。本設(shè)計(jì)能同時(shí)消除兩種機(jī)制產(chǎn)生的,難以判向的多余脈沖輸出,在機(jī)械振動(dòng)與電干擾的情況下,仍然能完全按轉(zhuǎn)動(dòng)軸的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)角輸出方波脈沖,測(cè)角值有更高的可信度。
文檔編號(hào)G01B11/26GK2320983SQ9724301
公開日1999年5月26日 申請(qǐng)日期1997年12月5日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月5日
發(fā)明者徐之材, 姚騎均 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)