[实用新型]一种新型位置编码器

说明书

本实用新型公开了一种新型位置编码器，由旋转轴、轴承、外壳、旋转盘、光学系统、位置探测器、信号处理电路板、信号线组成，通过转动旋转轴带动旋转盘转动，使光学系统转动，光学系统中激光发射器发出的激光束经凸透镜后会就成一个光斑，该光斑入射到位置探测器光敏面，位置探测器探测到激光发射器发来的光斑随着旋转轴移动时，输出端产生相应的光电流信号，该信号通过信号处理电路板处理后得出相应的电压信号，通过信号线向外传输，便于用户接收该信号。

技术领域

本实用新型涉及位置编码器领域，尤其涉及一种新型位置编码器。

背景技术

随着科技发展，许多行业对产品的标准也随之提高，需要更高精密度的装配零件。其中编码器是数控系统中使用较为普遍的传感器之一，数控系统为了获得精确的数据信息需要装备高精确度的编码器。尤其在航空、航天、军事、铁路等领域起着非常关键的作用。因此，提高编码器的分辨力和精度对于精密测量技术的发展起着重要的作用。

目前常见的位置编码器有光电编码器、电位器、磁编码器等。其中光电编码器主要利用了莫尔条纹的原理，当主光栅盘转动时，发光装置通过主副光栅会产生莫尔条纹，通过光线接收元件来感知产生的莫尔条纹，再转换为相应的电信号，而该传感器的光栅板上的刻道线导致感光接收原件是非连续性的，在测量非常精密零件时精度较低；电位器是通过电刷在电阻体上滑动来改变输出阻值的大小，是连续变化的过程，但是电刷与电阻体是接触的，两者之间存在机械磨损，容易出现跳点情况，导致输出值精确度不高；磁编码器是由磁敏感元件感应磁场变化来测量角度位置变化的传感器，其中磁敏感元件和处理电路固定不动，磁栅作为转子随系统做定轴转动，磁敏感元件与磁栅发生相对运动，磁敏感元件感受磁栅上不同位置的磁场强度，而磁场强度的变化表现为敏感元件电阻的变化，通过转化处理最终以电压的变化作为输出，从而检测到系统的转动位置和速度等信息。该传感器采用的磁栅是由多个磁极对构成的，磁极对之间有一定的间隙，导致该传感器存在一定的死区。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种新型位置编码器，利用激光束产生的光斑在位置探测器上的不同位置来判断新型位置编码器转动的位置，属于非接触式位置编码器，激光束产生的光斑在位置探测器上移动属于连续性变化，不存在死区，且测量精度较高。

为实现上述目的，本实用新型提供的一种新型位置编码器是这样实现的：

一种新型位置编码器，包括旋转轴、轴承、外壳、旋转盘、光学系统、位置探测器、信号处理电路板、信号线，轴承固定在外壳的顶部中心，旋转轴安装在轴承上，且不与外壳底部接触，旋转盘、光学系统、位置探测器、信号处理电路板安装在外壳内，其中旋转盘固定在旋转轴上，随旋转轴转动，光学系统安装在旋转盘下方，用于向位置探测器发射光斑，位置探测器安装在信号处理电路板上方，信号处理电路板固定在外壳底部，信号线与信号处理电路板连接，位置探测器探测到光学系统发来的光斑随着旋转轴移动时，输出端产生相应的光电流信号，该信号通过信号处理电路板处理后得出相应的电压信号，通过信号线向外传输，便于用户接收该信号。

本实用新型的光学系统包括支架、激光发射器、滤光片、凸透镜，支架固定在旋转盘上，激光发射器、滤光片、凸透镜安装在支架中，且滤光片、凸透镜的中心与激光发射器发出的激光处于同一水平线，由滤光片将激光发射器发出的激光进行滤光处理，去除激光发射器发出的杂散光，再通过凸透镜将滤光后的激光光斑汇聚到一点，该光点即为照射到位置探测器上的光斑，以此来增加入射到位置探测器光敏面的光斑重心强度，便于位置探测器将该光斑转换为光电信号。

本实用新型的信号处理电路板上设有共集放大电路和低通滤波电路，由共集放大电路对位置探测器各引脚上输出的电流进行放大处理，确保信号传输的过程中不会失真，再由低通滤波电路对放大的信号进行滤波处理，去除干扰噪声。

本实用新型的外壳可以为圆柱形状或长方体形状，采用塑料制成。

本实用新型的位置探测器采用二维位置探测器。