一種傳感器采集處理電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種傳感器采集處理電路，具體地說，它是一種基于多圈格雷碼的旋轉(zhuǎn)編碼器的傳感器采集處理電路。
【背景技術(shù)】
[0002]旋轉(zhuǎn)編碼器作為一種位置傳感器，通常應(yīng)用在執(zhí)行器位置輸出反饋軸上，旋轉(zhuǎn)編碼器內(nèi)的傳感器采集處理電路能夠在執(zhí)行器工作時，實時傳送當(dāng)前閥位位置狀態(tài)信息。格雷碼作為機械旋轉(zhuǎn)信號轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)字信號，在旋轉(zhuǎn)編碼其中已有使用，但是，現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)編碼器的采集電路多數(shù)是增量式的，而被測的執(zhí)行器多為電動與手動互為切換，其閥位既可能由電動控制，也可能是搖動手輪控制，造成閥位改變；再者，在掉電后不能保存當(dāng)前位置信息，通電以后需要重新定位，斷電中搖動手輪操作執(zhí)行器不知道當(dāng)前閥位處于什么位置，給調(diào)試和安裝帶來很大的麻煩。因此，迫切需要對現(xiàn)有編碼器采集電路進行改進，使之能夠與執(zhí)行器機械傳動結(jié)構(gòu)有機配合，不管執(zhí)行器掉電不掉電，還是切換為手動或掉電后進行搖動手輪操作，都能準(zhǔn)確反饋當(dāng)前執(zhí)行器控制閥位輸出反饋軸的絕對位置，即當(dāng)前閥位位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是提供一種傳感器采集處理電路，該電路解決了當(dāng)前旋轉(zhuǎn)編碼器因外在工作條件改變，如執(zhí)行器斷電或者手動電動切換的影響，而不能準(zhǔn)確反映當(dāng)前執(zhí)行器控制的閥位的絕對位置的問題，提高了編碼器的安全性和穩(wěn)定性。
[0004]本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0005]一種傳感器采集處理電路，其特征在于:該電路包括紅外發(fā)射電路、高位格雷碼編碼盤、低位格雷碼編碼盤、高位紅外接收電路、低位紅外接收電路、高位滯回電路、低位滯回電路、格雷碼數(shù)據(jù)生成電路；所述的紅外發(fā)射電路產(chǎn)生的紅外光分成二路，一路通過高位格雷碼編碼盤、高位紅外接收電路與高位滯回電路連接；另一路通過低位格雷碼編碼盤、低位紅外接收電路與低位滯回電路連接；高位滯回電路和低位滯回電路的輸出端共接于格雷碼數(shù)據(jù)生成電路，格雷碼數(shù)據(jù)生成電路與微處理器電路連接。
[0006]本實用新型中，所述的高位紅外接收電路和低位紅外接收電路均包括8個紅外接收管，8個紅外接收管電路電源為5V，接收管的工作電流為0.2mA，每個接收管輸出信號為低電平或高電平。
[0007]所述紅外發(fā)射電路包括8個紅外發(fā)射管，其中，8個紅外發(fā)射管電路電源為5V，發(fā)射管的工作電流為20mA。
[0008]所述的高位格雷碼編碼盤、低位格雷碼編碼盤的格雷碼均為8位。
[0009]所述高位滯回電路和低位滯回電路均包括基準(zhǔn)電壓電路、滯回比較器電路，其中:基準(zhǔn)電壓電路由串聯(lián)電阻、電壓跟隨器構(gòu)成，電壓跟隨器包括LMV358，基準(zhǔn)電壓電路的基準(zhǔn)電壓為2個1.5V ;滯回比較器電路包括4個差動比較器LM339，由基準(zhǔn)電壓和反向輸入端產(chǎn)生兩個滯回比較電壓0.6V和3V ;高位滯回電路中的滯回比較器電路的輸入端接基準(zhǔn)電壓電路、高位紅外接收電路，低位滯回電路中的滯回比較器電路的輸入端接基準(zhǔn)電壓電路、低位紅外接收電路，輸出端共同連接格雷碼數(shù)據(jù)生成電路。由于一路滯后電路對應(yīng)接收一路從紅外接收電路輸入信號，因此，一路滯后電路輸出8位信號給雷碼數(shù)據(jù)生成電路。
[0010]所述的格雷碼數(shù)據(jù)生成電路包括二片并入串出的器件MC14021，二個MC14021分別接入高位滯回電路和低位滯回電路，在一個時間周期內(nèi)，并入串出一組16位二進制串行數(shù)據(jù)。
[0011]本實用新型中，為了避免發(fā)生錯誤讀取，同時延長發(fā)射和接受管的使用壽命，發(fā)射和接收電路均采用了恒流供電，滯回電路整形，SPI接口電路輸出，大大提高了編碼器數(shù)值輸出的穩(wěn)定和可靠。
[0012]本實用新型的主要優(yōu)點是:本傳感器采集電路通過高位、低位格雷碼盤直接反應(yīng)機械傳動信號，即與機械結(jié)構(gòu)的配合，有效解決了執(zhí)行器掉電后或者掉電搖動手輪操作改變閥位，都能實時記憶當(dāng)前執(zhí)行器的閥位狀態(tài)。并且，本實用新型通過雷碼數(shù)據(jù)生成電路產(chǎn)生二進制16位串行數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成十進制最大是65535，而執(zhí)行機構(gòu)轉(zhuǎn)動一圈是64個碼值，所以對應(yīng)能記憶1024圈。一圈64個碼值對應(yīng)360度，因此每圈分辨率達(dá)到7.2度，提高編碼器的精度和使用的安全穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0013]圖1本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2本實用新型中紅外發(fā)射電路四個發(fā)射單元的原理圖。
[0015]圖3本實用新型中高位紅外接收電路和低位紅外接收電路中四個接收單元的原理圖。
[0016]圖4本實用新型中高位滯回電路和低位滯回電路中一個差動比較器單元的原理圖。
[0017]圖5本實用新型中格雷碼數(shù)據(jù)生成電路的原理圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖具體介紹本實用新型的實施方案:
[0019]圖1所示，本實用新型的一種傳感器采集處理電路，由紅外發(fā)射電路、高位格雷碼編碼盤、低位格雷碼編碼盤、二路紅外接收電路(高位紅外接收電路和低位紅外接收電路)、二路滯回電路(高位滯回電路和低位滯回電路)、格雷碼數(shù)據(jù)生成電路組成，其中一路滯回電路包括基準(zhǔn)電壓電路、滯回比較器電路。本方案中，紅外發(fā)射電路發(fā)射的紅外光被分為兩路，分別對應(yīng)于高位格雷碼編碼盤、低位格雷碼編碼盤，二路透過高位格雷碼編碼盤、低位格雷碼編碼盤的紅外光，各由一路紅外接收電路和一路滯回電路接收、處理和輸出光電信號，然后二路合并輸入給格雷碼數(shù)據(jù)生成電路生成格雷碼數(shù)據(jù)。格雷碼數(shù)據(jù)生成電路與微處理器電路連接，微處理器電路接受格雷碼數(shù)據(jù)對編碼器進行精確控制。
[0020]由于本方案目的是輸出16位格雷碼數(shù)據(jù)，因此，紅外發(fā)射電路設(shè)計為8路紅外光，由光束被機械裝置束成兩路各8束平行光(即對應(yīng)為16位)，對應(yīng)于高位格雷碼編碼盤和低位格雷碼編碼盤，兩個格雷碼編碼盤的格雷碼均為8位，而紅外接