【技术实现步骤摘要】
(一)本专利技术涉及的是一种反射式光电编码器气隙容差优化方法，可广泛用于医疗定位、实验室、航海事业、航空航天、工业自动化、机器人技术、数控机床等领域。属于光电编码器。
技术介绍
0、(二)
技术介绍
1、反射式光电编码器是一种广泛应用于位置检测和运动控制的传感器，其工作原理基于光电转换技术。这种设备通常利用光学原理实现高精度的位置测量，并将测量结果转化为数字信号，以便计算机或控制系统进行进一步处理。随着现代工业和自动化技术的发展，对高精度位置检测设备的需求不断增加，反射式光电编码器因其优越的性能在众多领域中受到广泛关注，特别是在自动化生产线、机器人技术、航空航天、以及精密制造等领域，其应用前景尤为广阔。
2、反射式光电编码器的核心工作原理是依靠光源的发射与信号接收。当编码器中的发射器发出光线时，这些光线会被目标物体的表面反射回光电探测器，探测器将接收到的反射光信号转换成电信号，以此测量目标物体的位置。这种测量方式的优点在于其高精度和非接触式的特性，使得编码器能够在不干扰被测物体的情况下，进行准确的定位和运动监测。
3、然而，在反射式光电编码器的实际应用中，气隙(即编码器与目标物体之间的距离)精度要求极高。气隙的变化会直接影响光信号的强度和信号的质量，因此，反射式光电编码器通常要求极小的气隙容差，通常仅为数百微米。这种精度要求在某种程度上限制了编码器的应用领域，也增加了对气隙控制的成本和复杂度。例如，在许多高精度测量需求的环境中，设备的运动和位置检测需要在动态条件下进行，这种情况下保持气隙的稳定性
4、在现有的技术中，多数反射式光电编码器普遍采用单led进行光信号采集。单一光源的使用使得不同位置处的光电探测器接收到的光信号强度变化不均匀，造成无法对信号进行统一的放大，这种不均匀的光信号接收使气隙的大小被限制在非常小的范围内，气隙容差变得极为微小。此外，由于在使用过程中可能存在的环境变化，例如温度、湿度和振动等因素，都可能会极大地影响编码器的测量精度，从而使得光信号的变化更加复杂，进一步加剧了气隙精度的控制难度。
5、为了解决这些问题，本专利技术提出了一种新的反射式光电编码器气隙容差优化方法。该优化方法采用对称型的led位置摆放，并通过光强识别光电二极管连接的电流控制，统一调节两组led的光功率。通过这种设计，增量码道光电二极管上接收到的光信号在气隙变化时，光强能够同步变化，从而显著增加了反射式光电编码器的气隙容差。具体而言，在编码器结构中对称放置led，可以确保在气隙变化时，两个led发出的光信号均匀分布到光电探测器上，这种均匀的光强分布不仅提高了信号的信噪比，也降低了因气隙变化引起的测量误差，使反射式光电编码器能够在更广泛的气隙范围内工作。此外，此方法还提升了输出信号的质量，使得编码器在不同气隙条件下能够提供稳定、可靠的位置信息。光强变化的同步性保证了系统在动态工作条件下的响应速度也得到了显著提升，使得编码器能够更好地适应高速移动的应用场景。这一创新结合了先进的工程设计和光学技术，为反射式光电编码器在高精度和高可靠性的光电测量方面取得了显著进展。例如，在航空航天领域，精确的位置检测至关重要，优化后的编码器能够在复杂的环境条件下确保飞行器的稳定性和安全性。在工业自动化中，随着智能制造的不断发展，反射式光电编码器也将成为实现高效生产的重要工具。
技术实现思路
0、(三)
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种反射式光电编码器气隙容差优化方法，此方法涉及到的系统由led模组(1)、光电二极管阵列(2)、码盘(3)、电流调节电路(4)组成。其中led模组由两个同型号的led组成，分别为led1、led2；光电二极管阵列由增量码道光电二极管阵列(21)和光强指示光电二极管(22)组成，光强指示光电二极管为两个完全相同的光电二极管，分别为pd1、pd2，增量码道光电二极管由两组pd阵列组成，分别为pd3、pd4，电流调节电路(4)由夸阻放大电路(41)和电流控制电路(42)组成。
2、本专利技术的目的是这样实现的：
3、led1与led2在反射式光电编码器芯片上以芯片中心为对称点进行对称摆放，增量码道光电二极管(21)在led1与led2的中间位置接收通过led模组(1)发射，由码盘(3)反射回的光信号，光强指示光电二极管(22)放置在led模组(1)两侧靠反射式光电编码器芯片外部的对称位置，且位置低于led模组(1)，led模组(1)发射的光照射至光强指示光电二极管(22)后，通过夸阻放大电路(41)转化为电压信号，该电压信号传入电流控制电路(42)调节led模组(1)的电流，使得led1与led2所输出的光功率为预先设定的光功率且相等；led模组(1)发射的光信号经由码盘(3)反射到增量码道光电二极管(2)上，由于led模组(1)相对于码盘(3)呈对称摆放且led模组(1)的光功率被调节为一致，所以增量码道光电二极管(21)上的光强排布为接近均匀的；当气隙改变时，由于pd1与pd2位于led1与led2中间，pd1与pd2同时接收到led1与led2的光线，由于led1与led2为对称型，其反射回的光信号也为对称型，在pd1上叠加后，其光信号的光强分布在y方向上变化为均匀分布，光信号得到了极大的优化，并且由于对称性的原因，pd1与pd2上的光强完全一致，在气隙变化时，pd1与pd2上的光强始终保持一致，能使用同一增益倍数对pd信号进行放大，克服了传统单led式反射式光电编码器在气隙增大时，离led较远处的pd接收光信号幅值下降远大于另一pd的弊端，极大的增加的对于气隙的容差。
4、所述led模组(1)发射出的光束可以是红外光、蓝光、红光等各种波长的光，具体使用何种光源应根据所使用的光电二极管光敏感度所决定。
5、所述光强指示光电二极管(22)用于接收led模组(1)发射出的光强，由于led出厂后性能各有差异，在同电流情况下存在光功率差异，通过光强指示光电二极管(22)接收led模组(1)发射出的光线，并通过夸阻放大电路(41)将光电流转化为可用于比较的电压信号，最后通过电流控制电路(42)将led1与led2的供电电流调整至他们的光功率完全相同，可以有效优化双led带来的光功率差值问题。。
6、所述led模组(1)通过在反射式光电编码器芯片上的对称分布，使得led1和led2发射出的光信号由码盘(3)反射至增量码道光电二极管(2)时具有对称性，光信号经过叠加后，使得增量码道光电二极管(2)接收到的光信号在y方向上具有均匀性。
7、根据权利要求1所述的反射式光电编码器气隙容差优化方法；其特征是：所述led模组(1)通过在反射式光电编码器芯片上的对称分布以及电流控制电路(4)的电流调节，使得pd1与pd2上接收到的光信号幅值相同，且在气隙变化时，pd1与pd2上光信号的幅值变化值也相等。
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1.一种反射式光电编码器气隙容差优化方法。其特征是：LED模组(1)、光电二极管阵列(2)、码盘(3)、电流调节电路(4)组成。其中LED模组由两个同型号的LED组成，分别为LED1、LED2；光电二极管阵列由增量码道光电二极管阵列(21)和光强指示光电二极管(22)组成，光强指示光电二极管为两个完全相同的光电二极管，分别为PD1、PD2，增量码道光电二极管由两组PD阵列组成，分别为PD3、PD4，电流调节电路(4)由夸阻放大电路(41)和电流控制电路(42)组成；LED1与LED2在反射式光电编码器芯片上以芯片中心为对称点进行对称摆放，增量码道光电二极管(21)在LED1与LED2的中间位置接收通过LED模组(1)发射，由码盘(3)反射回的光信号，光强指示光电二极管(22)放置在LED模组(1)两侧靠反射式光电编码器芯片外部的对称位置，且位置低于LED模组(1)，LED模组(1)发射的光照射至光强指示光电二极管(22)后，通过夸阻放大电路(41)转化为电压信号，该电压信号传入电流控制电路(42)调节LED模组(1)的电流，使得LED1与LED2所输出的光功率为预先设定的光功率且
2.根据权利要求1所述的反射式光电编码器气隙容差优化方法；其特征是：所述LED模组(1)发射出的光束可以是红外光、蓝光、红光等各种适应PD接收波长的光。
3.根据权利要求1所述的反射式光电编码器气隙容差优化方法；其特征是：所述光强指示光电二极管(22)用于接收LED模组(1)并指示电流控制电路(42)调节LED模组的电流使得LED1与LED2的输出光功率相同。
4.根据权利要求1所述的反射式光电编码器气隙容差优化方法；其特征是：所述LED模组(1)通过相对码盘上增量码道的对称分布，使得经由其光线经由码盘(3)反射至增量码道光电二极管(2)时具有对称性，光斑经过叠加后，使得增量码道光电二极管(2)接收到的光信号在Y方向上具有均匀性。
5.根据权利要求1所述的反射式光电编码器气隙容差优化方法；其特征是：所述LED模组(1)通过相对码盘上增量码道的对称分布，使得PD1与PD2上接收到的光信号幅值相同，且在气隙变化时，PD1与PD2上光信号的幅值变化值也相等。
...【技术特征摘要】
1.一种反射式光电编码器气隙容差优化方法。其特征是：led模组(1)、光电二极管阵列(2)、码盘(3)、电流调节电路(4)组成。其中led模组由两个同型号的led组成，分别为led1、led2；光电二极管阵列由增量码道光电二极管阵列(21)和光强指示光电二极管(22)组成，光强指示光电二极管为两个完全相同的光电二极管，分别为pd1、pd2，增量码道光电二极管由两组pd阵列组成，分别为pd3、pd4，电流调节电路(4)由夸阻放大电路(41)和电流控制电路(42)组成；led1与led2在反射式光电编码器芯片上以芯片中心为对称点进行对称摆放，增量码道光电二极管(21)在led1与led2的中间位置接收通过led模组(1)发射，由码盘(3)反射回的光信号，光强指示光电二极管(22)放置在led模组(1)两侧靠反射式光电编码器芯片外部的对称位置，且位置低于led模组(1)，led模组(1)发射的光照射至光强指示光电二极管(22)后，通过夸阻放大电路(41)转化为电压信号，该电压信号传入电流控制电路(42)调节led模组(1)的电流，使得led1与led2所输出的光功率为预先设定的光功率且相等；led模组(1)发射的光信号经由码盘(3)反射到增量码道光电二极管(2)上，由于led模组(1)相对于码盘(3)呈对称摆放且led模组(1)的光功率被调节为一致，所以增量码道光电二极管(21)上的光强排布为接近均匀的；当气隙改变时，由于pd1与pd2位于led1与led2中间，pd1与pd2同时接收到led1与led2的光线，由于l...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨少海，林凯，邓仕杰，
申请(专利权)人：传周半导体科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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