[发明专利]一种被动唤醒式多圈编码器及工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及多圈编码器技术领域，

尤其是，本发明涉及一种被动唤醒式多圈编码器及工作方法。

背景技术

编码器是一个精密的位置测量传感器，用来测量位移或者角度，通过模拟量或者数字量表征所测对象。

现有的机械多圈编码器成本高、寿命短。传统的电子多圈编码器在外部电源停止供电后，转动圈数数据丢失，编码器重新工作时，圈数数据将会重新归为默认值。

在编码器处于静止或者库存状态下时，需要定期唤醒，以确认编码器是否产生旋转，根据香农采样定理，为了正确可靠计数，计数单元的唤醒频率必须大于编码器在旋转过程中的多圈脉冲信号频率的两倍，实际工程中为了确保可靠， 在10倍左右。这样大大增加了编码器的功耗，且多圈编码器的功耗决定备用电源的寿命，那么编码器的使用寿命会受到很大影响。

例如中国专利发明专利CN103940457A涉及一种电子式多圈编码器计圈的低功耗的实现方法，属于一种编码器计圈的低功耗实现方法。采用带有单圈游标码绝对位置信息和多圈两位格雷码信息的光栅，多圈计数部份与单圈部份独立工作，多圈计数部份以间歇方式工作，在工作时间T1内，多圈计数部份驱动发光管和光电接收器工作，而在“休眠”状态下，多圈计数部份停止向光电接收器和发光管供电，上述发明的优点是，在掉电后，功耗低，能在编码器转动的情况下长时间计录转动圈数。

但是这种方式下，必须根据香农采样定理，每次采用主动唤醒，将会消耗多余的功耗，多圈编码器的功耗依旧不够低，且反复主动唤醒和休眠会引起计数的误差或故障。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种更加低功耗，甚至是超低功耗的，使用寿命大大延长的多圈编码器。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案得以实现的：

一种被动唤醒式多圈编码器，包括转轴、沿所述转轴轴心旋转的编码器码盘、设置于所述转轴上的磁性件以及位于所述磁性件的磁场范围内的磁感应器件，所述磁感应器件包括第一磁感应器件和第二磁感应器件，所述第一磁感应器件和第二磁感应器件均设置于电路板上，所述电路板上设置有与所述磁感应器件电连接的计数单元。

优选地，所述磁感应器件为隧道磁阻元件。

优选地，所述磁性件为环形磁性件。

优选地，所述磁性件的旋转中心与转轴的旋转中心在同一轴线上。

优选地，所述电路板与所述编码器码盘大体平行。

优选地，所述第一磁感应器件和第二磁感应器件的数量均至少为一个。

优选地，所述第一磁感应器件的轴线方向和第二磁感应器件的轴线方向所成的夹角范围为180°以外的任意角度。

优选地，所述第一磁感应器件的轴线方向和第二磁感应器件的轴线方向所成的夹角范围为80°至100°为弧形。

本发明的另一目的在于为了扩大本发明一种被动唤醒式多圈编码器的保护范围，提出一种被动唤醒式多圈编码器的工作方法，包括以下步骤：

S1：将磁感应器件设置于磁性件的磁场范围内；

S2：磁感应器件对磁场强度进行监测；

S3：当磁性件发生转动时，磁感应器件感知磁场强度变化后，电平发生变化，同步唤醒计数单元工作；

S4：当磁性件停止转动时，磁感应器件的电平停止变化，计数单元进入休眠状态，返回步骤S2。

优选地，执行步骤S1之前，将磁感应器件设置为隧道磁阻元件。

优选地，执行步骤S3时，唤醒多圈计数单元进行计数，唤醒频率实时跟随旋转速度。

本发明一种被动唤醒式多圈编码器及工作方法有益效果在于：采用被动唤醒，有效降低功耗，编码器的使用寿命长。

附图说明

图1为本发明一个实施例的整体结构示意图；

图2为本发明一个实施例的电路板的结构示意图；

图3为本发明一个实施例的磁性件的极性结构示意图；

图4为本发明一个实施例的工作方法的流程示意图；

图中：1、转轴，2、编码器码盘，3、磁性件，4、电路板，5、磁感应器件，51、第一磁感应器件，52、第二磁感应器件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。