一种用于检测电梯绝对位置的磁编码器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于检测电梯绝对位置的磁编码器，包括绝对位置编码带、磁电阻传感器阵列、信号处理电路，绝对位置编码带包括分段编码带和平行于分段编码带的段内编码带，分段编码带具有N个分段编码道，每一个分段编码信息都不相同，分段编码道将所述分段编码带等间距分隔，段内编码带包括段内编码道；通过磁电阻传感器阵列分别输出分段编码带的位置信息以及段内编码带的段内位置信息，再通过信号处理电路进行补偿、运算，得到电梯轿厢的绝对位置，本实用新型专利技术的磁编码器中的磁电阻传感器能使用在苛刻的电梯井道环境；钢带或者磁栅的制造难度和成本低；能够克服轿厢的晃动带来的影响，同时对安装精度要求也大大降低。

【技术实现步骤摘要】
一种用于检测电梯绝对位置的磁编码器
本技术涉及磁性编码器
，尤其涉及一种用于检测电梯绝对位置的磁编码器。
技术介绍
随着社会的发展，建筑物的高度和密度越来越高，特别是底价高企的核心地段，几百米高度的大楼已屡见不鲜。对于几百米高的建筑物，为保证安全、高效通行，对电梯的要求也随之提高。在电梯运行过程中，电梯的实际位置是其中一个重要的信息。目前常用的电梯实际位置信息提取方法，是将旋转编码器与曳引电机转子同轴安装，通过读取旋转编码器的输出信号，计算电梯的运行距离，从而推导出电梯轿厢的实际位置。上述方法的缺点是：第一，由于多圈旋转编码器的圈数有限，若建筑物很高时，曳引电机转子旋转圈数会大于旋转编码器的最大旋转圈数，从而导致电梯轿厢的实际位置计算失效；第二，随着时间的推移，曳引机钢绳会发生形变，电梯轿厢的移动距离和旋转编码器的输出的对应关系会发生变化，导致电梯轿厢的实际位置计算产生误差。为了解决上述问题，目前电梯领域内提出了绝对直线位置光学编码器，在电梯井内安装一个绝对直线位置光栅码道，在电梯轿厢内放置光栅传感器，这种方法可以实时得到轿厢的位置，大大提高了轿厢位置检测的效率。但是现有的绝对直线位置光学编码器测量距离不会超过30米，若建筑物高度超过30米时，需要多个直线位置光学编码器连接使用，然而在两个光学编码器的连接处，信号很难处理；且光栅码道极其昂贵，一米的绝对位置光栅编码器的价格从几千到几万，大量使用费用极其高，不切实际。
技术实现思路
本技术提供了一种用于检测电梯绝对位置的磁编码器，以实现高效的检测电梯轿厢的实际位置，且降低使用费用。一方面，本专利技术实施例提供了一种用于检测电梯绝对位置的磁编码器，包括：绝对位置编码带、磁电阻传感器阵列、信号处理电路，其中，所述绝对位置编码带包括分段编码带和平行于分段编码带的段内编码带，所述分段编码带包括N个分段编码道，N为大于1的整数，各个分段编码道表示的信息不相同，所述分段编码道将所述分段编码带等间距分隔，各个分段编码道表示电梯处于一个特定位置范围，所述段内编码带包括一个段内编码道；所述磁电阻传感器阵列包括竖直排列的第一列磁电阻传感器组和竖直排列的第二列磁电阻传感器组，其中，所述第一列磁电阻传感器组用于采集并输出所述分段编码带的位置信息，所述第二列磁电阻传感器组用于采集并输出所述段内编码带的段内位置信息；所述信号处理电路用于接收所述第一列磁电阻传感器组组输出的所述分段编码带的位置信息和所述第二列磁电阻传感器组输出的所述段内编码带的段内位置信息，通过补偿以及运算得到电梯的绝对位置信息。优选的，上述技术方案中，所述分段编码道的编码方式为二进制码，其中，分段编码道包括两组相同的二进制码，所述二进制编码位数为X，其中X为大于1的整数。优选的，上述技术方案中，所述第一列磁电阻传感器组的磁电阻传感器的个数是各个分段编码道的二进制编码位数的至少两倍。优选的，上述技术方案中，所述分段编码带和所述段内编码带为充磁的磁栅尺或者为具有背磁铁的打孔钢带。优选的，上述技术方案中，所述磁电阻传感器阵列中的所述第一列磁电阻传感器组和所述第二列磁电阻传感器组均由线性磁电阻传感器构成。优选的，上述技术方案中，所述线性磁电阻传感器由为霍尔传感器、各向异性磁阻(AnisotropyMagnetoResistance，AMR)传感器、巨磁阻(GiantMagnetoResistance，GMR)传感器或者隧道磁阻(TunnelingMagnetoResistance，TMR)传感器中的任意一种。优选的，上述技术方案中，所述信号处理电路包括补偿电路、多路复用器、微控制单元(MicrocontrollerUnit，MCU)和接口电路，其中，所述补偿电路、所述多路复用器、所述微控制单元MCU以及所述接口电路分别依次电连接；所述补偿电路包括运算放大电路和数字可调电阻，用于信号偏移补偿和增益补偿；所述多路复用器采用CD74HC4067芯片，用于分时采集多个传感器的输出信息，满足16路信号的串行转换输出；所述MCU采用DSPIC16GS502芯片，利用传感器的输出信息计算电梯轿厢的绝对位置；所述接口电路采用RS484总线、RS422总线或者CAN总线中的任意一种，用于将所述电梯轿厢的绝对位置输出到电梯控制端。与现有技术相比，本技术具有以下有益技术效果：本技术通过利用充磁的磁栅尺或者为具有背磁铁的打孔钢带构成绝对位置编码带，用磁电阻传感器阵列检测绝对位置编码带上的编码信息，以达到绝对位置检测的目的。其中，绝对位置编码带包括分段编码道和段内编码道，整个编码带被若干个分段编码道分成均匀的若干段，且每段的二进制编码信息都不相同，分段磁电阻传感器阵列读取到的分段信息也不同。段内编码道内只有一个编码，段内传感器阵列的输出可以分辨出其在段内的精确位置。将分段传感器阵列和段内传感器阵列输出进行计算，即可得到电梯轿厢的绝对位置。本技术的磁编码器中的磁电阻传感器对使用环境不敏感，相比光栅传感器，能使用在苛刻的电梯井道环境；使用打孔的钢带或者充磁的磁栅，制造难度和成本比光栅低很多，适合批量使用；磁电阻传感器的检测范围通常能到5mm以上，能够克服轿厢的晃动带来的影响，同时对安装精度要求也大大降低。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本技术提供的带有编码器的电梯整体结构示意图；图2为本技术提供的编码道以及磁电阻传感器阵列示意图；图3为本技术的钢带编码道的分段编码道信号为1时移动位置关系示意图；图4为本技术的钢带编码道的分段编码道信号为0时移动位置关系示意图；图5为本技术的钢带编码道的段内编码道的结构示意图；图6为本技术的钢带编码道的段内传感器阵列的磁场分布示意图；图7为本技术的磁栅编码道的分段编码道信号为1时移动位置关系示意图；图8为本技术的磁栅编码道的分段编码道信号为0时移动位置关系示意图；图9为本技术的磁栅编码道的段内编码道的结构示意图；图10为本技术的磁栅编码道的段内传感器阵列的磁场分布示意图；图11为本技术的信号处理电路的结构示意图；图12为本技术的信号处理电路的结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本技术，但不以任何形式限制本技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本技术的保护范围。图1为本技术提供的带有编码器的电梯整体结构示意图，如图1所示，其中101是导轨，用于保证电梯轿厢102在垂直方向运动，防止电梯轿厢102发生较大的位置偏移。在电梯轿厢102内，安装有磁编码器103，用于检测磁性编码带104上的编码信息。在电梯轿厢102的顶部，具有卡扣105，用于固定磁性编码带104与磁编码器103相对位置。图2为本技术提供的编码道以及磁电阻传感器阵列示意图；如图2所示，本实施例提供的的磁编码器，包括绝对位置编码带201、磁电阻传感器阵列207和信号处理电路210，其中，绝对位置编码带201包括分段编码带202和平行于分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测电梯绝对位置的磁编码器，其特征在于，包括：绝对位置编码带、磁电阻传感器阵列和信号处理电路，其中，所述绝对位置编码带包括分段编码带和平行于分段编码带的段内编码带，其中，所述分段编码带包括N个分段编码道，N为大于1的整数，各个分段编码道表示的信息不相同，所述分段编码道将所述分段编码带等间距分隔，各个分段编码道表示电梯处于一个设定位置范围，所述段内编码带包括一个段内编码道；所述磁电阻传感器阵列包括竖直排列的第一列磁电阻传感器组和竖直排列的第二列磁电阻传感器组，其中，所述第一列磁电阻传感器组用于采集并输出所述分段编码带的位置信息，所述第二列磁电阻传感器组用于采集并输出所述段内编码带的段内位置信息；所述信号处理电路用于接收所述第一列磁电阻传感器组输出的所述分段编码带的位置信息和所述第二列磁电阻传感器组输出的所述段内编码带的段内位置信息，通过补偿以及运算得到电梯的绝对位置信息。

【技术特征摘要】
1.一种用于检测电梯绝对位置的磁编码器，其特征在于，包括：绝对位置编码带、磁电阻传感器阵列和信号处理电路，其中，所述绝对位置编码带包括分段编码带和平行于分段编码带的段内编码带，其中，所述分段编码带包括N个分段编码道，N为大于1的整数，各个分段编码道表示的信息不相同，所述分段编码道将所述分段编码带等间距分隔，各个分段编码道表示电梯处于一个设定位置范围，所述段内编码带包括一个段内编码道；所述磁电阻传感器阵列包括竖直排列的第一列磁电阻传感器组和竖直排列的第二列磁电阻传感器组，其中，所述第一列磁电阻传感器组用于采集并输出所述分段编码带的位置信息，所述第二列磁电阻传感器组用于采集并输出所述段内编码带的段内位置信息；所述信号处理电路用于接收所述第一列磁电阻传感器组输出的所述分段编码带的位置信息和所述第二列磁电阻传感器组输出的所述段内编码带的段内位置信息，通过补偿以及运算得到电梯的绝对位置信息。2.根据权利要求1所述的用于检测电梯绝对位置的磁编码器，其特征在于，所述分段编码道的编码方式为二进制码，其中，分段编码道包括两组相同的二进制码，所述二进制编码位数为X，其中X为大于1的整数。3.根据权利要求2所述的用于检测电梯绝对位置的磁编码器，其特征在于，所述第一列磁电阻传感器组的磁电阻传感器的个数是分段编码道的二进制编码位数的至少两倍...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东风，郭海平，陈金亮，史卫平，张小军，魏继烈，薛松生，
申请(专利权)人：江苏多维科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32