通讯型光栅尺读数头以及通讯型编码器的制作方法

本技术涉及光栅尺，尤其涉及一种通讯型光栅尺读数头以及通讯型编码器。

背景技术：

1、光栅尺，也称为光栅尺位移传感器，是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置，光栅尺由标尺光栅和光栅尺读数头两部分组成，光栅尺广泛应用于直线电机，光栅尺具有非常高的分辨率，常见规格介于0.01um-1um不等，可以应用于对定位精度要求高的场合。

2、现有技术的光栅尺一般分为脉冲型光栅尺和模拟量型光栅尺，脉冲型光栅尺和模拟量型光栅尺向驱动器的输出的信号类型都是原始信号，驱动器需要进一步换算为位置，导致驱动器的效率非常低，并且，脉冲型光栅尺和模拟量型光栅尺向驱动器的传输数据的传输距离仅仅为10米，而驱动器一般设置在离光栅尺读数头比较远的地方，同时，信号输出的频率与速率直接相关，如果想进一步提高分辨率或者输出频率的最大速度，对信号传输的速率将有更高的要求，也就是说，emc(electromagnetic magnetic compatibility，电磁兼容性)问题、信号质量、传输距离及成本问题。

3、综上，传统的光栅尺无法实现与驱动器进行信息的实时交互。

技术实现思路

1、本实用新型的主要目的在于提供一种通讯型光栅尺读数头以及通讯型编码器，旨在通过mcu将光感应芯片发出的电信号转换为位置数据，并将该位置数据通过rs485通信电路发送至驱动器，从而，提高向驱动器发送数据的运行速度，传输距离，分辨率以及抗干扰能力。

2、为实现上述目的，本实用新型提供一种通讯型光栅尺读数头，所述通讯型光栅尺读数头包括：光感应芯片、mcu、信号放大电路和rs485通信电路；

3、可选地，所述通讯型光栅尺读数头包括：光感应芯片、处理器、信号放大电路和rs485通信电路；

4、所述光感应芯片与所述信号放大电路连接，用于将采集到的光信号转换为电信号，并将所述电信号发送至所述信号放大电路；

5、所述信号放大电路与所述处理器连接，用于将所述电信号进行放大并发送到所述处理器，以供所述处理器将所述放大后的电信号解算为位置数据；

6、所述处理器与所述rs485通信电路连接，用于将所述位置数据发送至所述rs485通信电路；

7、所述rs485通信电路用于与驱动器以固定波特率进行数据交互，以传输所述位置数据，其中，所述rs485通信电路采用两线制。

8、可选地，所述通讯型光栅尺读数头还包括：供电电路，所述处理器包括mcu；

9、所述供电电路与所述mcu连接，为所述mcu供电。

10、可选地，所述通讯型光栅尺读数头还包括：蜂鸣器驱动模块；

11、所述蜂鸣器驱动模块与所述处理器连接，所述处理器在检测到所述通rs485通信电路工作异常时生成故障信号，并将所述故障信号发送至所述蜂鸣器驱动模块，所述故障信号用于控制所述蜂鸣器驱动模块发出报警的声信号。

12、可选地，所述蜂鸣器驱动模块包括：三级管、有源蜂鸣器和电阻；

13、所述三级管的b极与所述处理器连接，所述三级管的e极与所述有源蜂鸣器的第一端连接；

14、所述有源蜂鸣器的第二端与所述供电电路连接；

15、所述电阻的第一端与所述处理器连接，所述电阻的第二端与所述三级管的b极连接。

16、可选地，所述通讯型光栅尺读数头还包括：第一发光二极管；

17、所述第一发光二极管与所述处理器连接，所述处理器在检测到所述rs485通信电路在工作异常时生成第一发光信号，并将所述第一发光信号发送至所述第一发光二极管，所述第一发光信号用于控制所述第一发光二极管是否发光和/或所述第一发光二极管的发光颜色。

18、可选地，所述通讯型光栅尺读数头还包括：第二发光二极管；

19、所述第二发光二极管与所述处理器连接，所述处理器在检测到所述rs485通信电路在工作正常时时生成第二发光信号，所述处理器将所述第二发光信号发送至所述第二发光二极管，所述第二发光信号用于控制所述第二发光二极管是否发光和/或所述第二发光二极管的发光颜色。

20、可选地，所述rs485通信电路包括：rs485通讯芯片，共模电感；所述rs485通讯芯片与所述共模电感连接；

21、所述rs485通讯芯片与所述处理连接，用于接收所述处理器发送所述位置数据并对所述位置数据进行解析；

22、所述共模电感，用于针对所述rs485通讯芯片解析的位置数据进行共模电磁干扰的过滤，并将过滤后的位置数据发送至所述驱动器。

23、可选地，所述处理器中存储有所述通讯型光栅尺读数头的用户数据。

24、可选地，所述rs485通讯电路还包括误差校正模块，所述误差校正模块用于与预设的位置设备进行位置数据交互，以确认所述位置数据的误差。

25、此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种通讯型编码器，所述通讯型编码器包括如上述任一项所述的通讯型光栅尺读数头。

26、本实用新型的通讯型光栅尺读数头包括：光感应芯片、处理器、信号放大电路和rs485通信电路；所述光感应芯片与所述信号放大电路连接，用于将采集到的光信号转换为电信号，并将所述电信号发送至所述信号放大电路；所述信号放大电路与所述处理器连接，用于将所述电信号进行放大并发送到所述处理器，以供所述处理器将所述放大后的电信号解算为位置数据；所述处理器与所述rs485通信电路连接，用于将所述位置数据发送至所述rs485通信电路；所述rs485通信电路用于与驱动器以固定波特率进行数据交互，以传输所述位置数据，其中，所述rs485通信电路采用两线制。

27、区别于传统的脉冲型光栅尺和模拟量型光栅尺，本实用新型通过处理器将光感应芯片发出的电信号转换为位置数据，并将该位置数据、通过rs485通信电路发送至驱动器，节省了驱动器根据原始信号计算得出距离数据的时间和工作，从而，极大程度上提高了向驱动器发送数据的运行速度，传输距离，分辨率以及抗干扰能力。

技术特征：

1.一种通讯型光栅尺读数头，其特征在于，所述通讯型光栅尺读数头包括：光感应芯片、处理器、信号放大电路和rs485通信电路；

2.如权利要求1所述的通讯型光栅尺读数头，其特征在于，所述通讯型光栅尺读数头还包括：供电电路，所述处理器包括mcu；

3.如权利要求1所述的通讯型光栅尺读数头，其特征在于，所述通讯型光栅尺读数头还包括：蜂鸣器驱动模块；

4.如权利要求3所述的通讯型光栅尺读数头，其特征在于，所述蜂鸣器驱动模块包括：三级管、有源蜂鸣器和电阻；

5.如权利要求1所述的通讯型光栅尺读数头，其特征在于，所述通讯型光栅尺读数头还包括：第一发光二极管；

6.如权利要求1所述的通讯型光栅尺读数头，其特征在于，所述通讯型光栅尺读数头还包括：第二发光二极管；

7.如权利要求1所述的通讯型光栅尺读数头，其特征在于，所述rs485通信电路包括：rs485通讯芯片，共模电感；所述rs485通讯芯片与所述共模电感连接；

8.如权利要求1所述的通讯型光栅尺读数头，其特征在于，所述处理器中存储有所述通讯型光栅尺读数头的用户数据。

9.如权利要求1所述的通讯型光栅尺读数头，其特征在于，所述rs485通讯电路还包括误差校正模块，所述误差校正模块用于与预设的位置设备进行位置数据交互，以确认所述位置数据的误差。

10.一种通讯型编码器，其特征在于，所述通讯型编码器包括如权利要求1-9任一项所述的通讯型光栅尺读数头。

技术总结
本技术涉及光栅尺技术领域，并公开了一种通讯型光栅尺读数头以及通讯型编码器，通讯型光栅尺读数头包括：光感应芯片、处理器、信号放大电路和RS485通信电路；光感应芯片与信号放大电路连接，用于将采集到的光信号转换为电信号，并将电信号发送至信号放大电路；信号放大电路与处理器连接，用于将电信号进行放大并发送到处理器，以供处理器将放大后的电信号解算为位置数据；处理器与RS485通信电路连接，用于将位置数据发送至RS485通信电路；RS485通信电路用于与驱动器以固定波特率进行数据交互，以传输位置数据，其中，RS485通信电路采用两线制，从而，提高运行速度，传输距离，分辨率以及抗干扰能力。

技术研发人员：张开新,卢炜昌
受保护的技术使用者：苏州汇川控制技术有限公司
技术研发日：20230215
技术公布日：2024/1/15