[发明专利]编码盘、应用该编码盘的光电测角编码器及其工作方法

说明书

本发明涉及一种编码盘、应用该编码盘的光电测角编码器及其工作方法，包括光栅盘，该光栅盘的盘面上同轴设置相对编码和绝对编码，所述相对编码所处的第一码道与所述光栅盘的中心同心设置，所述绝对编码所处的第二码道与所述光栅盘的中心同心设置；相对编码和绝对编码同轴设置在同一光栅盘上，使得光电测角编码器可根据转速的不同选取相对编码或绝对编码作为测量依据；在绝对式测角的支持下，相对式测角无需过零信号就能计算出绝对角度；在相对测角的支持下，绝对式测角可以极大程度的提高条码识别的正确率和识别速度，通过错误码剔除，在提高测量速度的同时提高了正确性和精度。

技术领域

本发明涉及光电测量设备技术领域，特别是一种编码盘、应用该编码盘的光电测角编码器及其工作方法。

背景技术

测量旋转角度的方法主要有两种，一种是相对式测角，另外一种是绝对式测角。在测量旋转角的过程中，光电编码器是极其重要的工具；光电编码器是一种集光、机、电为一体的数字化检测装置，它具有分辨力高、精度高、结构简单、体积小、使用可靠、易于维护、性价比高等优点，近十多年来，已发展为一种成熟的多规格、高性能的系列工业化产品，在数控机床、机器人、雷达、光电经纬仪、地面指挥仪、高精度闭环调速系统、伺服系统等诸多领域中得到了广泛的应用。

光电编码器按照工作原理可分为增量式和绝对式两类，分别应用在相对式测角和绝对式测角领域。增量式编码器(简称增量编码器)是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器(简称绝对编码器)的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。

目前我国采用绝对式测角方法的系统一般都使用CCD或CMOS作为图像采集器件，受限于这些图像传感器需要一定的曝光时间，而且无论是一维还是二维的图像其数据量巨大，读取和存储这些数据需要一定的时间，分析数据也需要消耗一定的时间，所以采用这些图形传感器的编码盘虽然可以达到很高的精度，但无法实现高转速下的实时角度测量。而许多采用相对式测角方法的系统其使用的传感器是光敏二极管，光敏二极管的响应速度非常快可认为是实时响应，数据量很小，处理这些数据的方法也很简单快捷，所以这样的编码盘测量速度极快，可以实现高转速下的实时角度测量，但其对增量编码光栅的精度，系统的机械装配尺寸的控制以及机械稳定性要求很高，越高精度的系统对这些标准的要求就越高，其难达到较高的测角精度。

随着测量技术的发展，测绘的精度和速率要求越来越高，为适应此需求，全站仪得到了更为广泛的应用；例如中国专利授权公告号CN204718602U公布的一种可自动识别目标的伺服全站仪，上述设备配备了两套绝对编码盘测角系统，实现了遥控或无人自助操作；由于绝对编码盘测角系统自身的特点，使得设备在高速运动状态下无法获得目标物的准确坐标，因此不能跟踪移动中的目标，造成测量效率较低；因此设置一种可适应全站仪在高速运动状态、低速运动状态、静止状态同时适用的光电测角编码器是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低成本且高速度、高精度的编码盘、应用该编码盘的光电测角编码器及其工作方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的编码盘，包括：光栅盘，该光栅盘的盘面上同轴设置相对编码和绝对编码，所述相对编码所处的第一码道与所述光栅盘的中心同心设置，所述绝对编码所处的第二码道与所述光栅盘的中心同心设置。

进一步，所述相对编码为等间隔依次交替设置的透光码和不透光码，便于检测和识别。

进一步，所述绝对编码为单圈一维绝对编码，一维编码方案其对图像传感器要求低，数据量较少，信号解算的复杂度较低，硬件成本较低。