[发明专利]一种绝对位置位移传感器光栅绝对位置编码及译码方法

权利要求书

1.一种绝对位置位移传感器光栅的绝对位置编码及译码方法，其特征在于，包括下述步骤：

将绝对位置编码的光栅分为N条码道，第一条为绝对码道，其余N-1条码道为等距增量码道，N为大于或等于2的整数；

所述绝对码道由格雷码区、区间码区和过区间码区组成，其中格雷码区长度大于0，所述区间码区和过区间码区长度大于或等于0；所述格雷码区位于绝对码道的内侧或下侧，由多位格雷码的编码位相对于增量码道刻线纵向排列；

所述等距增量刻线数量与格雷码数量相等，等距增量刻线宽度等于0.5倍格雷码长度；所述等距增量码道包括有均匀间隔分布的低位等距增量码道和高位等距增量码道；

所述低位等距增量码道刻线数等于格雷码数量，每个低位等距增量码道刻线宽度等于格雷码宽度的一半，即每个格雷码对应一个完整低位等距增量码道刻线循环单元；

所述高位等距增量码道刻线数根据需要，设置为低位等距增量码道刻线数的M倍，M为大于等于2的整数，即每个低位等距增量码道刻线循环单元对应相应完整整数倍的高位等距增量刻码道线循环单元；

光栅绝对码道编码区域透光或反射光到光电元件时对应编码为“1”，不透光或不反射光到光电元件时对应编码为“0”；

译码时通过FPGA芯片对各个码道读取的位置数据进行整合。

2.根据权利要求1所述绝对位置位移传感器光栅的绝对位置编码及译码方法，其特征在于，所述绝对码道的格雷码区为10位格雷码编码；对于较小直径的圆光栅，格雷码区包含1024个10位格雷码编码；对于较大直径的圆光栅，依据圆光栅直径，格雷码区设置包含二进制倍数的10位格雷码编码循环单元，每个完整的格雷码编码循环单元包含1024个10位格雷码编码，格雷码编码循环单元按相同的格雷码编码排列顺序进行循环；

对于直线光栅，每个格雷码长度0.25mm，每个完整的格雷码编码循环单元包含1024个10位格雷码编码，格雷码编码循环单元按相同的格雷码编码排列顺序进行循环，循环单元长度为256mm；

格雷码编码循环单元中的每个10位格雷码编码与相邻的10位格雷码编码之间只有一位格雷码编码的差别；且格雷码编码循环单元中的第一个10位格雷码编码与最后一个10位格雷码编码之间也只有一位格雷码编码的差别。

3.根据权利要求1所述绝对位置位移传感器光栅的绝对位置编码及译码方法，其特征在于，当区间码区长度不为0时，所述区间码区位于格雷码区外侧或上侧，当需要进行较大直径圆光栅或较长长度直线光栅编码时，区间码可设为2-8位，区间码最多为256个，此时如直线光栅绝对码道的编码长度最多为65536mm；当需要进行更长长度的编码时，设置成8位以上的区间码；设定位数区间码的编码位相对于增量码道刻线纵向排列；单个区间码长度比一个完整格雷码编码循环单元长度短一个格雷码长度，相邻两个区间码间隔1个倍格雷码长度距离；单个区间码起始位置与格雷码编码循环单元第一个格雷码中线位置纵向对齐，区间码终止位置与格雷码编码循环单元最后一个格雷码中线位置纵向对齐。

4.根据权利要求1或3所述绝对位置位移传感器光栅的绝对位置编码及译码方法，其特征在于，所述过区间码区长度大于0时，该过区间码区位于区间码区外侧或上侧；当需要进行较大直径圆光栅或较长长度直线光栅编码时，过区间码可设为2-8位，或依据实际需求设置更多位，位数与区间码位数相同，数量与区间码数量相等；设定位数过区间码的编码位相对于增量码道刻线纵向排列；过区间码长度等于格雷码长度的3倍，中心线与相邻两个格雷码编码循环单元之间的刻线分界线纵向对齐，向两侧各延伸1.5倍格雷码长度。

5.根据权利要求4所述绝对位置位移传感器光栅的绝对位置编码及译码方法，其特征在于，所述过区间码区除过区间码之外的区域与前一个格雷码编码位循环单元最末尾的几个格雷码中的第10位编码位形成反码；当最末尾的几个格雷码中的第10位编码位设置成透光或可反射光时，过区间码区除过区间码之外的区域设置为不透光或不反射光；当最末尾的几个格雷码中的第10位编码位设置成不透光或不反射光时，过区间码区除过区间码之外的区域设置为透光或可反射光。