CN113028962B - 一种编码器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种编码器，包括处理器及平行放置且中空的增量编码轨道PCB、导电金属PCB和绝对编码轨道PCB，增量编码轨道PCB上设置的多极对的增量线圈能够输出相应周期的增量复合电压信号波形，绝对编码轨道PCB上设置的单极对的绝对线圈能够输出相应周期的绝对复合电压信号波形，处理器通过对增量复合电压信号波形的周期进行编码，从而确定电机轴的绝对机械位置数据，且由于增量编码轨道PCB和绝对编码轨道PCB之间的距离不小于最小预设距离，因此，绝对线圈对增量线圈的影响较小，编码器的精度较高，且成本较低。

Description

一种编码器

技术领域

本发明涉及编码器领域，特别是涉及一种编码器。

背景技术

随着工业自动化的发展越来越快，各行业对中空编码器的需求越来越大。当前工业自动化行业中的中空编码器主要采用光电式编码器或多对极式磁电编码器。而光电式编码器的应用环境需求要求极其严格，很难适用在高灰尘，高振动及高污染的应用环境，并且光电式编码器的成本极高，极大的限制了中空编码器的发展。而多对极式磁电编码器采用的磁感方案使用到的磁场极弱，且易受到外界电磁场的干扰，虽然相比于光电式编码器的成本较低，但是其输出的位置信息精度却同样很低。

现有技术中存在由电感式编码器实现的中空编码器，对环境的要求并不高，但是，当电感式编码器的增量编码部分中增量线圈的极对数较少时，其精度较低，增量线圈的极对数较多时，由于现有技术中的增量编码部分的线圈和绝对编码部分的线圈设置于同一PCB(Printed Circuit Boards，印制电路板)上，走线难度会增加，且绝对编码部分的线圈会对增量编码部分的线圈产生影响，这会使增量编码部分产生干扰谐波，从而导致仿真难度的增加和偏差补正难度的增加，编码器的精度也较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种编码器，由于增量编码轨道PCB和绝对编码轨道PCB之间的距离不小于最小预设距离，因此，绝对线圈对增量线圈的影响较小，编码器的精度较高，且成本较低。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种编码器，包括处理器及平行放置且中空的增量线圈印制电路板PCB、导电金属PCB和绝对编码轨道PCB，且所述增量编码轨道PCB和绝对编码轨道PCB之间的距离不小于最小预设距离；

所述导电金属PCB用于跟随电机轴的转动而转动；

所述增量编码轨道PCB上设有多极增量线圈，用于在所述导电金属PCB转动时，输出相应周期的增量复合电压信号波形，且所述导电金属每转一圈，所述增量线圈输出的所述增量复合电压信号波形的周期数和所述增量线圈的极对数相等；

所述绝对编码轨道PCB上设有单极绝对线圈，用于在所述导电金属PCB转动时，输出相应周期的绝对复合电压信号波形，且所述导电金属每转一圈，所述绝对线圈输出一个周期的所述绝对复合电压信号波形；

所述处理器的第一信号输入端与所述增量线圈的输出端连接，第二信号输入端与所述绝对线圈的输出端连接，用于基于所述绝对线圈输出的绝对复合电压信号波形对所述增量线圈输出的增量复合电压信号波形的周期进行编码，以基于编码后的增量线圈输出的复合电压信号波形确定所述电机轴的绝对机械位置数据。

优选地，所述导电金属PCB的第一面设有和所述增量线圈的极对数对应的增量导电金属，且所述增量导电金属在旋转时总覆盖各个极对的增量线圈的一半；

所述导电金属的第二面设有和所述绝对线圈对应的绝对导电金属，且所述绝对导电金属在旋转时总覆盖所述绝对线圈的一半；

所述绝对导电金属的外径不大于所述增量导电金属的内径。

优选地，所述增量编码轨道PCB设置于靠近所述电机轴的一侧，所述导电金属PCB设置于所述增量编码轨道PCB和所述绝对编码轨道PCB之间。

优选地，所述绝对编码轨道PCB设置于靠近所述电机轴的一侧，所述导电金属PCB设置于所述增量编码轨道PCB和所述绝对编码轨道PCB之间。

优选地，还包括：

第一输入端与所述增量线圈的输出端连接，第二输入端与所述绝对线圈的输出端连接的低通滤波器，用于将所述增量线圈输出的增量复合电压信号波形进行解调滤波处理，输出周期和所述增量线圈输出的增量复合电压信号波形的周期对应的正弦信号和余弦信号；并将所述绝对线圈输出的绝对复合电压信号波形进行解调滤波处理，输出和所述绝对线圈输出的绝对复合电压信号波形的周期对应的正弦信号和余弦信号；

第一信号输入端和所述低通滤波器的第一信号输出端连接，第二信号输入端和所述低通滤波器的第二信号输出端连接的模数转换器，用于将所述增量线圈对应的正弦信号和余弦信号转换成数字量的正弦信号和余弦信号；并将所述绝对线圈对应的正弦信号和余弦信号转换成数字量的正弦信号和余弦信号；

第一信号输入端和所述模数转换器的第一信号输出端连接，第二信号输入端和所述模数转换器的第二信号输出端连接的细分单元，用于将所述增量线圈对应的数字量的正弦信号和余弦信号进行细分解码，输出在所述增量线圈对应的数字量的正弦信号和余弦信号的各个周期中所述电机轴的位置数据；并将所述绝对线圈对应的数字量的正弦信号和余弦信号进行细分解码，输出在所述绝对线圈对应的数字量的正弦信号和余弦信号的一个周期中所述电机轴的绝对位置数据；

所述处理器的第一输入端与所述细分单元的第一输出端连接，第二输入端与所述细分单元的第二输出端连接，还用于基于所述细分单元输出的所述电机轴和所述绝对线圈对应的绝对位置数据对所述电机轴和所述增量线圈对应的位置数据的多个周期进行编码，从而确定电机轴在所述增量线圈对应的具体周期内的位置数据。

优选地，所述低通滤波器包括第一低通滤波器和第二低通滤波器；

所述第一低通滤波器的输入端为所述低通滤波器的第一输入端，输出端为所述低通滤波器的第一输出端，用于将所述增量线圈输出的增量复合电压信号波形进行解调滤波处理，输出周期和所述增量线圈输出的增量复合电压信号波形的周期对应的正弦信号和余弦信号；

所述第二低通滤波器的输入端为所述低通滤波器的第二输入端，输出端为所述低通滤波器的第二输出端，用于将所述绝对线圈输出的绝对复合电压信号波形进行解调滤波处理，输出和所述绝对线圈输出的绝对复合电压信号波形的周期对应的正弦信号和余弦信号。

优选地，所述模数转换器包括第一模数转换器和第二模数转换器；

所述第一模数转换器的输入端为所述模数转换器的第一输入端，输出端为所述模数转换器的第一输出端，用于将所述增量线圈对应的正弦信号和余弦信号转换成数字量的正弦信号和余弦信号；

所述第二模数转换器的输入端为所述模数转换器的第二输入端，输出端为所述模数转换器的第二输出端，用于将所述绝对线圈对应的正弦信号和余弦信号转换成数字量的正弦信号和余弦信号。

优选地，所述细分单元包括第一细分单元和第二细分单元；

所述第一细分单元的输入端为所述细分单元的第一输入端，输出端为所述细分单元的第一输出端，用于将所述增量线圈对应的数字量的正弦信号和余弦信号进行细分解码，输出在所述增量线圈对应的数字量的正弦信号和余弦信号的各个周期中所述电机轴的位置数据；

所述第二细分单元的输入端为所述细分单元的第二输入端，输出端为所述细分单元的第二输出端，用于将所述绝对线圈对应的数字量的正弦信号和余弦信号进行细分解码，输出在所述绝对线圈对应的数字量的正弦信号和余弦信号的一个周期中所述电机轴的绝对位置数据。

本申请提供了一种编码器，包括处理器及平行放置且中空的增量编码轨道PCB、导电金属PCB和绝对编码轨道PCB，增量编码轨道PCB上设置的多极对的增量线圈能够输出相应周期的增量复合电压信号波形，绝对编码轨道PCB上设置的单极对的绝对线圈能够输出相应周期的绝对复合电压信号波形，处理器通过对增量复合电压信号波形的周期进行编码，从而确定电机轴的绝对机械位置数据，且由于增量编码轨道PCB和绝对编码轨道PCB之间的距离不小于最小预设距离，因此，绝对线圈对增量线圈的影响较小，编码器的精度较高，且成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种编码器的结构示意图；

图2为本发明提供的一种增量线圈输出的信号波形的示意图；

图3为本发明提供的滤波后的信号波形的示意图；

图4为本发明提供的一种单周期电感编码器结构示意图；

图5为本发明提供的一种多周期电感编码器结构示意图；

图6为本发明提供的一种编码器的具体的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种编码器，由于增量编码轨道PCB和绝对编码轨道PCB之间的距离不小于最小预设距离，因此，绝对线圈对增量线圈的影响较小，编码器的精度较高，且成本较低。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明提供的一种编码器的结构示意图，该编码器包括处理器1及平行放置且中空的增量编码轨道PCB2、导电金属PCB3和绝对编码轨道PCB4，且增量编码轨道PCB2和绝对编码轨道PCB4之间的距离不小于最小预设距离；

导电金属PCB3用于跟随电机轴的转动而转动；

增量编码轨道PCB2上设有多极增量线圈21，用于在导电金属PCB3转动时，输出相应周期的增量复合电压信号波形，且导电金属每转一圈，增量线圈21输出的增量复合电压信号波形的周期数和增量线圈21的极对数相等；

绝对编码轨道PCB4上设有单极绝对线圈41，用于在导电金属PCB3转动时，输出相应周期的绝对复合电压信号波形，且导电金属每转一圈，绝对线圈41输出一个周期的绝对复合电压信号波形；

处理器1的第一信号输入端与增量线圈21的输出端连接，第二信号输入端与绝对线圈41的输出端连接，用于基于绝对线圈41输出的绝对复合电压信号波形对增量线圈21输出的增量复合电压信号波形的周期进行编码，以基于编码后的增量线圈21输出的复合电压信号波形确定电机轴的绝对机械位置数据。

本申请中，申请人考虑到现有技术中的中空编码器通常由磁编码器或光电编码器实现，磁编码器需要用到磁场，而对磁铁充磁时，由于技术限制，可能会导致磁铁的磁场较弱，从而导致磁编码器的精度较低；而光电编码器的精度较高，但是由于其对自身的工作环境的要求较高，若工作环境中污染较为严重，或者灰尘较多，会对光电编码器的精度产生影响，且光电编码器的成本较高。

本申请中的绝对编码轨道PCB4中设有激励线圈、增量线圈21导电金属和低通滤波器。其中，激励线圈和电容构成LC谐振网络，在激励线圈内部形成谐振磁场，增量线圈21感应到谐振磁场后，产生谐振感应电动势。增量导电金属和绝对编码轨道PCB4平行，在跟随电机轴的旋转而旋转时在谐振磁场中产生涡流，形成于谐振磁场的方向完全相反的磁场，从而对增量线圈21感应到的谐振磁场的有效磁场强度产生影响，从而影响增量线圈21中的谐振感应电动势。增量导电金属每跟随电机轴旋转经过一个极对的增量线圈21时，该极对的增量线圈21中的滞后增量线圈21输出的谐振感应电动势的幅值便会按照正弦曲线的波形进行一个周期的波动，超前增量线圈21输出的谐振感应电动势的幅值便会按照余弦曲线的波形进行一个周期的波动，分别经低通滤波器进行滤波后输出相应的正弦信号和余弦信号。通过对正弦信号和余弦信号进行模数转换，再进行细分解码即可获得该极对的增量线圈21与电机轴上对应的位置的位置信息。请参照图2和图3，图2为本发明提供的一种增量线圈输出的信号波形的示意图，图3为本发明提供的滤波后的信号波形的示意图。

事实上，现有技术中存在由电感式编码器实现的中空编码器，但是现有技术中为了提高电感式编码器的精度和分辨率，通常在绝对编码轨道PCB4中设置多个极对的增量线圈21，从而确定更精确的电机轴上的位置数据，而为了进一步确定电机轴的绝对机械位置数据，还需设置绝对编码模块，且绝对编码器模块同样由线圈实现，现有技术通常将绝对编码轨道PCB4的线圈和绝对编码模块的线圈设置于同一PCB上，但是绝对编码模块中的线圈会对绝对编码轨道PCB4中的线圈感应到的磁场产生影响，对整个编码器的精度产生影响。请参照图4和图5，图4为本发明提供的一种单周期电感编码器结构示意图，图5为本发明提供的一种多周期电感编码器结构示意图。

此外，和现有技术中的磁编码器和光电编码器构成的中空编码器相比，本申请中的电感式编码器构成的中空编码器还具有抗干扰、抗脏污、温漂小、在恶劣的环境下耐受性较强且性能一致性较高的特点。

为了解决上述技术问题，本申请中的绝对编码轨道PCB4的线圈设置于增量编码轨道PCB2上，绝对编码模块的线圈设置于绝对编码轨道PCB4上，两者不设置于同一PCB上，且两个PCB之间的距离不小于预设距离，例如5mm，从而减小绝对编码部分的绝对线圈41对增量编码部分的线圈的影响，也即减小增量线圈21输出的复合电压信号波形的误差，提高编码器的精度。

从外，本申请中的导电金属设置于增量编码轨道PCB2和绝对编码轨道PCB4之外的PCB上，由于增量编码轨道PCB2和绝对编码轨道PCB4均为中空结构，因此，导电金属PCB可以通过增量编码轨道PCB2和绝对编码轨道PCB4的中空部分和电机轴连接，从而跟随电机轴的转动而转动。且增量编码轨道PCB2、绝对编码轨道PCB4和导电金属PCB3同圆心，感应方向为电机轴的轴向。

在确定电机轴的绝对机械位置数据前，需先对复合电压信号波形进行滤波，并进行模数转换，从而输出数字量的正弦信号和余弦信号，通过正弦信号和余弦信号对电机轴的绝对机械位置进行确定时，需要对数字量的正弦信号和余弦信号进行数据解码，解码算法利用的公式是反正切公式，反正切公式能够基于增量线圈21输出的每个周期的正弦信号和余弦信号波形计算出各个周期内对应的电机轴的位移的位置数据，并将在这一个周期内的0°至360度称为电角度。通过对绝对编码轨道PCB4输出的多个周期的正弦信号和余弦信号及绝对编码模块输出的对绝对复合电压信号波形进行滤波、模数转换以及数据解码后的单个周期的正弦信号和余弦信号确定电机轴的绝对机械位置数据，也即电机轴的0°至360°的机械位置，电机轴的0°至360°为机械角度。

综上，由于增量编码轨道PCB2和绝对编码轨道PCB4之间的距离不小于最小预设距离，因此，绝对线圈41对增量线圈21的影响较小，编码器的精度较高，且成本较低。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，导电金属PCB3的第一面设有和增量线圈21的极对数对应的增量导电金属，且增量导电金属在旋转时总覆盖各个极对的增量线圈21的一半；

导电金属的第二面设有和绝对线圈41对应的绝对导电金属，且绝对导电金属在旋转时总覆盖绝对线圈41的一半；

绝对导电金属的外径不大于增量导电金属的内径。

本实施例中的导电金属PCB3的第一面设有和增量线圈21的极对数对应的增量导电金属，第二面设有和绝对线圈41对应的绝对导电金属，且绝对导电金属的外径不大于增量导电金属的内径，从而保证导电金属PCB3在跟随电机轴的旋转而旋转时，绝对导电金属通过增量编码轨道PCB2中的各个线圈的磁通量的改变量较小，从而保证编码器的精度。

此外，增量导电金属在旋转时总覆盖各个极对的增量线圈21的一半，从而能够保证增量导电金属在旋转时增量线圈21能够输出相应的增量复合电压信号波形；绝对导电金属在旋转时总覆盖绝对线圈41的一半，从而能够保证绝对导电金属在旋转时绝对线圈41能够输出相应的绝对复合电压信号波形。

作为一种优选的实施例，增量编码轨道PCB2设置于靠近电机轴的一侧，导电金属PCB3设置于增量编码轨道PCB2和绝对编码轨道PCB4之间。

本实施例中的增量编码轨道PCB2设置于靠近电机轴的一侧，也即按照电机轴、增量编码轨道PCB2、导电金属PCB3和绝对编码轨道PCB4的顺序放置，从而使电机轴旋转时，编码器的结构更为稳定，且导电金属PCB3设置于增量编码轨道PCB2和绝对编码轨道PCB4之间，能够保证增量编码轨道PCB2上的线圈和绝对编码轨道PCB4上的线圈均能够正常工作，进一步保证了编码器的准确性。

作为一种优选的实施例，绝对编码轨道PCB4设置于靠近电机轴的一侧，导电金属PCB3设置于增量编码轨道PCB2和绝对编码轨道PCB4之间。

本实施例中的绝对编码轨道PCB4设置于靠近电机轴的一侧，也即按照电机轴、绝对编码轨道PCB4、导电金属PCB3和增量编码轨道PCB2的顺序放置，且导电金属PCB3设置于增量编码轨道PCB2和绝对编码轨道PCB4之间，能够保证增量编码轨道PCB2上的线圈和绝对编码轨道PCB4上的线圈均能够正常工作，进一步保证了编码器的准确性。

作为一种优选的实施例，还包括：

第一输入端与增量线圈21的输出端连接，第二输入端与绝对线圈41的输出端连接的低通滤波器，用于将增量线圈21输出的增量复合电压信号波形进行解调滤波处理，输出周期和增量线圈21输出的增量复合电压信号波形的周期对应的正弦信号和余弦信号；并将绝对线圈41输出的绝对复合电压信号波形进行解调滤波处理，输出和绝对线圈41输出的绝对复合电压信号波形的周期对应的正弦信号和余弦信号；

第一信号输入端和低通滤波器的第一信号输出端连接，第二信号输入端和低通滤波器的第二信号输出端连接的模数转换器，用于将增量线圈21对应的正弦信号和余弦信号转换成数字量的正弦信号和余弦信号；并将绝对线圈41对应的正弦信号和余弦信号转换成数字量的正弦信号和余弦信号；

第一信号输入端和模数转换器的第一信号输出端连接，第二信号输入端和模数转换器的第二信号输出端连接的细分单元，用于将增量线圈21对应的数字量的正弦信号和余弦信号进行细分解码，输出在增量线圈21对应的数字量的正弦信号和余弦信号的各个周期中电机轴的位置数据；并将绝对线圈41对应的数字量的正弦信号和余弦信号进行细分解码，输出在绝对线圈41对应的数字量的正弦信号和余弦信号的一个周期中电机轴的绝对位置数据；

处理器1的第一输入端与细分单元的第一输出端连接，第二输入端与细分单元的第二输出端连接，还用于基于细分单元输出的电机轴和绝对线圈41对应的绝对位置数据对电机轴和增量线圈21对应的位置数据的多个周期进行编码，从而确定电机轴在增量线圈21对应的具体周期内的位置数据。

请参照图6，图6为本发明提供的一种编码器的具体的结构示意图。

本实施例中，在确定电机轴的绝对机械位置数据时，需要对增量编码轨道PCB2上的各极对的增量线圈21输出的增量复合电压信号波形和绝对编码轨道PCB4上的绝对线圈41输出的绝对复合电压信号波形进行滤波、模数转换处理以及细分解码处理，具体地，本申请中设置了低通滤波器、模数转换器及细分单元，增量复合电压信号波形经过低通滤波器的滤波处理后得到相应的正弦信号和余弦信号，绝对复合电压信号波形经过低通滤波器的滤波处理后同样得到相应的正弦信号和余弦信号，其中，电机轴在旋转一圈时，绝对编码轨道PCB4会输出多个周期的正弦信号和余弦信号；绝对编码模块会输出单个周期的正弦信号和余弦信号，再分别将增量线圈21对应的正弦信号和余弦信号和绝对线圈41对应的正弦信号和余弦信号进行模数转换，得到增量线圈21对应的数字量的正弦信号和余弦信号和绝对线圈41对应的数字量的正弦信号和余弦信号，将增量线圈21对应的数字量的正弦信号和余弦信号进行细分解码，得到在增量线圈21对应的数字量的正弦信号和余弦信号的各个周期中电机轴的位置数据；并将绝对线圈41对应的数字量的正弦信号和余弦信号进行细分解码，得到在绝对线圈41对应的数字量的正弦信号和余弦信号的一个周期中电机轴的绝对位置数据，基于细分单元输出的电机轴和绝对线圈41对应的绝对位置数据对电机轴和增量线圈21对应的位置数据的多个周期进行编码，从而确定电机轴在增量线圈21对应的具体周期内的位置数据。

作为一种优选的实施例，低通滤波器包括第一低通滤波器22和第二低通滤波器42；

第一低通滤波器22的输入端为低通滤波器的第一输入端，输出端为低通滤波器的第一输出端，用于将增量线圈21输出的增量复合电压信号波形进行解调滤波处理，输出周期和增量线圈21输出的增量复合电压信号波形的周期对应的正弦信号和余弦信号；

第二低通滤波器42的输入端为低通滤波器的第二输入端，输出端为低通滤波器的第二输出端，用于将绝对线圈41输出的绝对复合电压信号波形进行解调滤波处理，输出和绝对线圈41输出的绝对复合电压信号波形的周期对应的正弦信号和余弦信号。

本实施例中设置了第一低通滤波器22和第二低通滤波器42，能够分别对增量线圈21输出的增量复合电压信号波形进行解调滤波处理和对绝对线圈41输出的绝对复合电压信号波形进行解调滤波处理，提高了滤波处理时的精度。

作为一种优选的实施例，模数转换器包括第一模数转换器23和第二模数转换器43；

第一模数转换器23的输入端为模数转换器的第一输入端，输出端为模数转换器的第一输出端，用于将增量线圈21对应的正弦信号和余弦信号转换成数字量的正弦信号和余弦信号；

第二模数转换器43的输入端为模数转换器的第二输入端，输出端为模数转换器的第二输出端，用于将绝对线圈41对应的正弦信号和余弦信号转换成数字量的正弦信号和余弦信号。

本实施例中设置了第一模数转换器23和第二模数转换器43，能够分别对增量线圈21对应的正弦信号和余弦信号进行模数转换处理和对绝对线圈41对应的正弦信号和余弦信号进行模数转换处理，提高了模数转换处理时的精度。

作为一种优选的实施例，细分单元包括第一细分单元24和第二细分单元44；

第一细分单元24的输入端为细分单元的第一输入端，输出端为细分单元的第一输出端，用于将增量线圈21对应的数字量的正弦信号和余弦信号进行细分解码，输出在增量线圈21对应的数字量的正弦信号和余弦信号的各个周期中电机轴的位置数据；

第二细分单元44的输入端为细分单元的第二输入端，输出端为细分单元的第二输出端，用于将绝对线圈41对应的数字量的正弦信号和余弦信号进行细分解码，输出在绝对线圈41对应的数字量的正弦信号和余弦信号的一个周期中电机轴的绝对位置数据。

本实施例中设置了第一细分单元24和第二细分单元44，能够分别对增量线圈21对应的数字量的正弦信号和余弦信号进行细分解码处理和对绝对线圈41对应的数字量的正弦信号和余弦信号进行细分解码处理，提高了细分解码处理时的精度。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种编码器，其特征在于，包括处理器及平行放置且中空的增量编码轨道PCB、导电金属PCB和绝对编码轨道PCB，且所述增量编码轨道PCB和绝对编码轨道PCB之间的距离不小于最小预设距离；

所述导电金属PCB用于跟随电机轴的转动而转动；

所述增量编码轨道PCB上设有多极增量线圈，用于在所述导电金属PCB转动时，输出相应周期的增量复合电压信号波形，且所述导电金属每转一圈，所述增量线圈输出的所述增量复合电压信号波形的周期数和所述增量线圈的极对数相等；

所述绝对编码轨道PCB上设有单极绝对线圈，用于在所述导电金属PCB转动时，输出相应周期的绝对复合电压信号波形，且所述导电金属每转一圈，所述绝对线圈输出一个周期的所述绝对复合电压信号波形；

所述处理器的第一信号输入端与所述增量线圈的输出端连接，第二信号输入端与所述绝对线圈的输出端连接，用于基于所述绝对线圈输出的绝对复合电压信号波形对所述增量线圈输出的增量复合电压信号波形的周期进行编码，以基于编码后的增量线圈输出的复合电压信号波形确定所述电机轴的绝对机械位置数据；

所述增量编码轨道PCB设置于靠近所述电机轴的一侧，所述导电金属PCB设置于所述增量编码轨道PCB和所述绝对编码轨道PCB之间；

或，所述绝对编码轨道PCB设置于靠近所述电机轴的一侧，所述导电金属PCB设置于所述增量编码轨道PCB和所述绝对编码轨道PCB之间。

2.如权利要求1所述的编码器，其特征在于，所述导电金属PCB的第一面设有和所述增量线圈的极对数对应的增量导电金属，且所述增量导电金属在旋转时总覆盖各个极对的增量线圈的一半；

所述导电金属PCB的第二面设有和所述绝对线圈对应的绝对导电金属，且所述绝对导电金属在旋转时总覆盖所述绝对线圈的一半；

所述绝对导电金属的外径不大于所述增量导电金属的内径。

3.如权利要求1所述的编码器，其特征在于，还包括：

第一输入端与所述增量线圈的输出端连接，第二输入端与所述绝对线圈的输出端连接的低通滤波器，用于将所述增量线圈输出的增量复合电压信号波形进行解调滤波处理，输出周期和所述增量线圈输出的增量复合电压信号波形的周期对应的正弦信号和余弦信号；并将所述绝对线圈输出的绝对复合电压信号波形进行解调滤波处理，输出和所述绝对线圈输出的绝对复合电压信号波形的周期对应的正弦信号和余弦信号；

第一信号输入端和所述低通滤波器的第一信号输出端连接，第二信号输入端和所述低通滤波器的第二信号输出端连接的模数转换器，用于将所述增量线圈对应的正弦信号和余弦信号转换成数字量的正弦信号和余弦信号；并将所述绝对线圈对应的正弦信号和余弦信号转换成数字量的正弦信号和余弦信号；

第一信号输入端和所述模数转换器的第一信号输出端连接，第二信号输入端和所述模数转换器的第二信号输出端连接的细分单元，用于将所述增量线圈对应的数字量的正弦信号和余弦信号进行细分解码，输出在所述增量线圈对应的数字量的正弦信号和余弦信号的各个周期中所述电机轴的位置数据；并将所述绝对线圈对应的数字量的正弦信号和余弦信号进行细分解码，输出在所述绝对线圈对应的数字量的正弦信号和余弦信号的一个周期中所述电机轴的绝对位置数据；

所述处理器的第一输入端与所述细分单元的第一输出端连接，第二输入端与所述细分单元的第二输出端连接，还用于基于所述细分单元输出的所述电机轴和所述绝对线圈对应的绝对位置数据对所述电机轴和所述增量线圈对应的位置数据的多个周期进行编码，从而确定电机轴在所述增量线圈对应的具体周期内的位置数据。

4.如权利要求3所述的编码器，其特征在于，所述低通滤波器包括第一低通滤波器和第二低通滤波器；

所述第一低通滤波器的输入端为所述低通滤波器的第一输入端，输出端为所述低通滤波器的第一输出端，用于将所述增量线圈输出的增量复合电压信号波形进行解调滤波处理，输出周期和所述增量线圈输出的增量复合电压信号波形的周期对应的正弦信号和余弦信号；

所述第二低通滤波器的输入端为所述低通滤波器的第二输入端，输出端为所述低通滤波器的第二输出端，用于将所述绝对线圈输出的绝对复合电压信号波形进行解调滤波处理，输出和所述绝对线圈输出的绝对复合电压信号波形的周期对应的正弦信号和余弦信号。

5.如权利要求3所述的编码器，其特征在于，所述模数转换器包括第一模数转换器和第二模数转换器；

所述第一模数转换器的输入端为所述模数转换器的第一输入端，输出端为所述模数转换器的第一输出端，用于将所述增量线圈对应的正弦信号和余弦信号转换成数字量的正弦信号和余弦信号；

所述第二模数转换器的输入端为所述模数转换器的第二输入端，输出端为所述模数转换器的第二输出端，用于将所述绝对线圈对应的正弦信号和余弦信号转换成数字量的正弦信号和余弦信号。

6.如权利要求3所述的编码器，其特征在于，所述细分单元包括第一细分单元和第二细分单元；

所述第一细分单元的输入端为所述细分单元的第一输入端，输出端为所述细分单元的第一输出端，用于将所述增量线圈对应的数字量的正弦信号和余弦信号进行细分解码，输出在所述增量线圈对应的数字量的正弦信号和余弦信号的各个周期中所述电机轴的位置数据；

所述第二细分单元的输入端为所述细分单元的第二输入端，输出端为所述细分单元的第二输出端，用于将所述绝对线圈对应的数字量的正弦信号和余弦信号进行细分解码，输出在所述绝对线圈对应的数字量的正弦信号和余弦信号的一个周期中所述电机轴的绝对位置数据。

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