[实用新型]一种电机编码装置

说明书

技术领域

    本实用新型属于电机监控领域，具体涉及一种电机编码装置。

背景技术

    目前市场上广泛使用的电机编码器以绝对型旋转光电编码器为主，因为其每个位置具有唯一性和抗干扰性，已经被广泛运用到各种工业控制领域，绝对编码器光码盘上刻有多道光码线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16线等方式编排，编码器读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码，进而反应出电机的转动角度和速度信息。绝对型光电编码器因其输出位数较多，每一位输出信号必须确保连接很好，且在较复杂工况下要隔离，连接电缆芯数多，由此带来诸多不便和降低可靠性。同时由于相应的电路设计比较复杂，用料要求比较高，光电编码器的价格也一直居高不下。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种简单、能有效替代光电编码器的电机编码装置。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种电机编码装置，包括电源接口、编码器、数据接口和控制器；所述编码器分别与电源接口、数据接口和控制器相连；所述编码器采用磁旋转编码器。

对本实用新型的进一步改进在于：上述编码器包括磁旋转编码器和低通滤波电路；所述低通滤波电路与所述磁旋转编码器相连。其中编码器采用可编程磁旋转编码器AS5040。

上述控制器包括控制芯片和低通滤波电路；所述低通滤波电路与所述控制芯片相连。其中，控制芯片采用STC15F104。

本实用新型相比现有技术具有以下优点：本实用新型电机编码装置设计简单，能实时实现对电机的转动角度和速度的测量，能有效替代光电编码器，且造价低，节约成本。本实用新型电机编码装置测量的旋转速率可以达到10000rpm，抗干扰性强，性能稳定，适合广泛推广到汽车应用以及工业控制领域。

附图说明

图1为本实用新型电机编码装置的结构框图；

图2为图1中的编码器和控制器的连接电路图；

图3为本实用新型电机编码装置模拟输出与角度值的线性关系。

具体实施方法

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，该电机编码装置包含了4个部分：编码器、控制器、数据接口和电源接口。编码器分别与控制器、电源接口和数据接口相连。结合图2，编码器采用编码芯片连接低通滤波电路，控制器采用控制芯片（如STC15F104）连接低通滤波电路。编码芯片采用一种无接触式的的磁旋转编码器（如AS5040），在片上集成了Hall元件、模拟前端和数据信号处理能力，因此只需要设置好编码程序，正确安装芯片和电机位置，即可以实现角度和速度的测量。该编码芯片本身具有U、V、W信号以及PWM信号，对PWM信号进行简单的低通滤波设计，直接通过模拟电压值来表角度的大小，如图3所示，直接替代目前市场上的光电编码器。

使用时，将需要测量的电机轴正确安装在编码芯片的正上方，要求偏差在正中心的0.25mm范围以内，同时电机轴距离编码芯片的距离为0.5mm到1.8mm。

当电机发生转动时，编码芯片表面的磁场信息将发生变化，芯片采用Hall传感器阵列对分布于器件封装表面的磁场进行采样。在内部通过信号处理，得到相应的速度信息和角度信息，通过数据接口传输出来。