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专利名称：增量传感器的自动回零位的方法及其设备的制作方法
技术领域：
本发明属于机电一体化仪器与设备领域，具体涉及一种用于增量传感器的自动回 零位的方法及其设备。
背景技术：
位置闭环控制的机电系统，一般用某种角度检测装置(如轴角编码器等)来测量运 动部件的当前转角，轴角检测装置可以分为绝对传感器和增量传感器两大类。绝对传感器 测得的数据总是运动体的当前转角，不需要参考零点；而增量传感器测得的数据是从零点 起算的运动体转过的角度，当系统掉电或计量的结果因某种原因出错后，必需转回到零点 处(可由安装在零点处的机械开关、光电开关等装置的信号判知)，同时把测量数据清零，重 新计量，才能保证测得的角度正确，这种转回零点并把读数清零的过程称为“回零”。回零时，因角度传感器的读数是不可信的(否则就不必回零了)，所以不能根据角 度传感器的读数来判断零点在哪里、应该向哪个方位转动。目前常用的判断回零方向的方 法有两种一是“人工判断法”，由操作人员根据零点的位置和转动体的当前位置来判断转 动方向，二是“固定方向法”，不考虑当前的转角，总是固定向某个方向转动，直到转到限位 的位置(可由安装在该位置的机械开关、光电开关等装置的信号判知)，然后反向运动。“人工判断法”的缺点是必需有人操作，效率低、易出错、对操作员要求高，另外很 多设备的现场是无人或人员难以到达的，所以只适合性能不高的低端产品上使用。“固定方 向法”的缺点是根本不参考运动体的当前位置，造成效率低下，浪费时间和动力，对于重要 的设备来说，这种不必要的时间浪费是不能容忍的。

发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明将提供一种新的增量传感器的自动回零位的方 法及其设备，利用该方法及其设备，能快速判断回零的方向，实现高效的自动回零。
0006]完成上述发明任务的方案是
一种增量传感器的自动回零位的方法，步骤如下 (1)、在所述增量传感器运动行程的中间位置附近安装零点检测装置； ⑵、在零点两侧的行程方向上，对称各安装一只机械开关或光电开关，记为W+，W-； (3)、在所述增量传感器的转动体上，安装一个机械挡片，挡片以零点为中心；光电开关 被挡片挡住时，其信号为1，未挡时信号为0 ；
⑷、过零时，电控系统不断检测W+与W-的值，如W- W+ = 1 0 ，则应正向运动； 如W- W+ = 0 1，则应正向运动；
如W- W+ = 1 1，则先反向运动到W- W+ = 1 0的状态，再正向运动；
(5)、在运动过程中，不断检查零点信号，当零点信号生效时，把角度传感器的读数清零; 或者开启硬件自动清零功能，当零点信号生效时，硬件自动把角度传感器的读数清零；
(6)、如果过零过程中检测到W+W-的状态从1 0变成0 1，或者从0 1变成1 0，但没有检测到零点信号，则回零因某种原因失败，需重新回零；如多次回零仍失败，则器件发生故 障，需维修。以上方案中，步骤⑴中所述的零点检测装置选自机械开关、光电开关或激光光栅 的零位刻线。步骤⑵中所述的机械开关或光电开关的安装位置离开零点的角度，为S/4+N，其中 S为运动行程的角度，N取广3度。步骤⑶中所述的挡片的轴角，为S/2+N+M，其中S为运动行程的角度，N取广3度， M取1 3度。本发明推荐的优化方案中，步骤⑵中所述的机械开关的数量为2只或2只以上， 其设置位置是在W+ W-之间。在W+ W-之间增加第2条中机械开关的数量，可以进一步缩短冗余行程，提高回 零的效率，但机构及处理流程相应变复杂，应视性能要求综合考虑。完成本申请第2个发明任务的方案是，实现上述增量传感器的自动回零位的方法 所使用的设备，在所述增量传感器运动行程的中间位置附近设有零点检测装置(如机械开 关、光电开关、激光光栅的零位刻线等)；
在零点两侧(行程方向上)，对称各安装有一只机械开关或光电开关等； 在所述增量传感器的转动体上，安装有一个机械挡片，挡片以零点为中心，挡片的轴 角，为S/2+N+M，S、N的大小同第2条所述，M取广3度即可。优化方案中，在零点两侧安装的机械开关或光电开关的数量，为2只或2只以上， 其安装位置是在W+ W-之间。本发明克服了现有技术的不足，能快速判断回零的方向，缩短冗余行程，实现高效 的自动回零。


图1为增量传感器的自动回零位设备结构示意图。
具体实施例方式实施例1 400mm地平式望远镜的高度轴自动回零系统，转动范围180度。处理流程如下
1、方位轴位置检测装置为增量式激光光栅码盘，安装时把它的零位刻线调整到运行行 程的中间位置附近；
2、在零点1的两侧(行程方向上)，对称各安装一只机械开关(或光电开关等)2，记为W+， W-，安装的位置离开零点的角度，为士46度；
3、在所述增量传感器的转动体上，安装一个机械挡片3，挡片以零点为中心，挡片的轴 角为102度。光电开关被挡片挡住时，其信号为1，未挡时信号为0 ；
4、过零时，电控系统不断检测W+与W-的值，如W-W+ = 1 0 ，则应正向运动； 如W- W+ = 0 1，则应正向运动；
如W- W+ = 1 1，则先反向运动到W- W+ = 1 0的状态，再正向运动； 图中的4分别为两个限位开关(右边一个为+、左边一个为_)；
45、在运动过程中，不断检查零点信号，当零点信号生效时，把角度传感器的读数清零; 或者开启硬件自动清零功能，当零点信号生效时，硬件自动把角度传感器的读数清零；
6、如果过零过程中检测到W+W-的状态从1 0变成0 1，或者从0 1变成1 0，但没有 检测到零点信号，则回零因某种原因失败，需重新回零；如多次回零仍失败，则器件发生故 障，需维修。实施例2 400mm地平式望远镜的方位轴自动回零系统，转动范围360度。处理流程如下
1、方位轴位置检测装置为增量式激光光栅码盘，安装时把它的零位刻线调整到运行行 程的中间位置附近；
2、在零点两侧(行程方向上)，对称各安装一只机械开关(或光电开关等)，记为W+，W-, 安装的位置离开零点的角度，为士92度；
3、在转动体上，安装一个机械挡片，挡片以零点为中心，挡片的轴角为192度。光电开 关被挡片挡住时，其信号为1，未挡时信号为0 ；
4、过零时，电控系统不断检测W+与W-的值，如W-W+ = 1 0 ，则应正向运动； 如W- W+ = 0 1，则应正向运动；
如W- W+ = 1 1，则先反向运动到W- W+ = 1 0的状态，再正向运动；
5、在运动过程中，不断检查零点信号，当零点信号生效时，把角度传感器的读数清零; 或者开启硬件自动清零功能，当零点信号生效时，硬件自动把角度传感器的读数清零；
6、如果过零过程中检测到W+W-的状态从1 0变成0 1，或者从0 1变成1 0，但没有 检测到零点信号，则回零因某种原因失败，需重新回零；如多次回零仍失败，则器件发生故 障，需维修。
权利要求
一种增量传感器的自动回零位的方法，步骤如下 ⑴.在所述增量传感器运动行程的中间位置附近安装零点检测装置；⑵.在零点两侧的行程方向上，对称各安装一只机械开关或光电开关，记为W+，W ；⑶.在所述增量传感器的转动体上，安装一个机械挡片，挡片以零点为中心；光电开关被挡片挡住时，其信号为1，未挡时信号为0；⑷.过零时，电控系统不断检测W+与W 的值， 如W W+ = 1 0 ，则应正向运动；如W W+ = 0 1 ，则应正向运动；如W W+ = 1 1，则先反向运动到W W+ = 1 0的状态，再正向运动；⑸.在运动过程中，不断检查零点信号，当零点信号生效时，把角度传感器的读数清零；或者开启硬件自动清零功能，当零点信号生效时，硬件自动把角度传感器的读数清零；⑹.如果过零过程中检测到W+ W 的状态从1 0变成0 1，或者从0 1变成 1 0，但没有检测到零点信号，则回零因某种原因失败，需重新回零；如多次回零仍失败，则器件发生故障，需维修。
2.按照权利要求1所述的增量传感器的自动回零位的方法，其特征在于步骤⑴中 所述的零点检测装置选自机械开关、光电开关或激光光栅的零位刻线。
3.按照权利要求1所述的增量传感器的自动回零位的方法，其特征在于步骤⑵中 所述的机械开关或光电开关的安装位置离开零点的角度，为S/4+N，其中S为运动行程的角 度，N取广3度。
4.按照权利要求1所述的增量传感器的自动回零位的方法，其特征在于步骤⑶中 所述的挡片的轴角，为S/2+N+M，其中S为运动行程的角度，N取广3度，M取广3度。
5.按照权利要求1、之一所述的增量传感器的自动回零位的方法，其特征在于步骤 ⑵中所述的机械开关的数量为2只或2只以上，其设置位置是在W+ W-之间。
6.权利要求1所述的增量传感器的自动回零位的方法所使用的设备，其特征在于，在 所述增量传感器运动行程的中间位置附近设有零点检测装置；在零点两侧的行程方向上，对称各安装有一只机械开关或光电开关；在所述增量传感器的转动体上，安装有一个机械挡片，挡片以零点为中心，挡片的轴 角，为S/2+N+M，S、N的大小同第2条所述，M取广3度即可。
7.根据权利要求6所述的增量传感器的自动回零位的设备，其特征在于，所述的零点 检测装置采用机械开关、光电开关或激光光栅的零位刻线。
8.根据权利要求6所述的增量传感器的自动回零位的设备，其特征在于，所述的机械 开关或光电开关的安装位置离开零点的角度，为S/4+N，其中S为运动行程的角度，N取广3 度。
9.根据权利要求6所述的增量传感器的自动回零位的设备，其特征在于，所述机械挡 片的轴角，为S/2+N+M，其中S为运动行程的角度，N取广3度，M取广3度。
10.根据权利要求6、所述的增量传感器的自动回零位的设备，其特征在于，在零点 两侧安装的机械开关或光电开关的数量，为2只或2只以上，其安装位置是在W+ W-之间。
全文摘要
增量传感器的自动回零位的方法及其设备(1)在运动行程中间位置安装零点检测装置；(2)在零点两侧的行程方向上对称各安装开关记为W+，W-；(3)在转动体上安装以零点为中心的挡片，光电开关被挡片挡住时信号为1，未挡时信号为0；(4)过零时电控系统不断检测W+与W-的值；(5)不断检查零点信号，当零点信号生效时，把角度传感器的读数清零；当零点信号生效时，硬件自动把角度传感器的读数清零；(6)如过零过程中检测到W+W-的状态从10变成01，或从01变成10，但没检测到零点信号则回零失败，重新回零。本发明克服了现有技术的不足，能快速判断回零的方向，缩短冗余行程，实现高效的自动回零。
文档编号G01D3/06GK101968366SQ20101022743
公开日2011年2月9日 申请日期2010年7月15日 优先权日2010年7月15日
发明者吴金虎, 朱庆生, 陈伟民 申请人:南京中科天文仪器有限公司