光栅角编码器误差分析及用激光陀螺标校的研究

本文介绍了光栅角编码器的测量原理,对光栅角编码器在使用过程中因安装偏心、安装倾斜、轴承晃动等因素引起的角度测量误差进行了分析,理论分析表明,微小的安装偏心便可引起较大的测角误差,因此,光栅角编码器在实际使用中需要对其进行标校。根据激光陀螺的精度和有分辨率都很高的特点,本文提出了一种用激光陀螺进行光栅角编码器误差测量和标校的新方法,并进行了实验,结果表明,标校后光栅角编码器的测量精度达到了其标称精度。     

基于双增量码道的绝对式编码器设计

通过插补细分技术,提高编码器测量系统的整体精度和分辨率。用两个增量信号的相位关系实现绝对位置的测量。使用较小的光学传感器和简单的光源,实现较低的功耗和空间的节省,从而降低系统成本。     

基于CPLD的编码器信号处理电路设计

基于CPLD芯片,对增量式编码器输出信号进行处理,实现了编码器信号的整形滤波、倍频和鉴相。为了提高编码器的测量精度,设计了一种4倍频脉冲输出电路,提高了编码器的分辨率,并设计了鉴相电路,实现正反向的角度或速度测量。文中给出了Quartus原理图输入电路、时序仿真结果,以及试验测试结果。文中的研究在角度位移等测量领域有着广泛应用价值。     

基于FPGA的高精度磁编码器设计

磁编码器主要用于伺服电机系统的转角和转速测量,针对目前产品精度和分辨率相对较低的现状,提出一种基于FPGA实现的标定查表法细分方案。首先将三路磁头相差120°放置,使磁编码器输出3路相差120°的差分正弦信号,并通过FPGA进行卦限判断,选取线性度最好的一路信号进行信号处理,从而有效地避免了正弦信号的死区。同时利用FPGA对卦限信息和磁编码器输出信号的A／D转换信息进行处理,作为EEPROM的地址信息进行硬件查表,实现对磁编码器信号的倍频处理,从而提高了磁编码器的分辨率和测量精度,可实现每个周期4096份的倍频。     

高分辨率的电机绝对式多极磁编码器设计与研究

为了提高电机绝对式磁编码器的分辨率,提出了一种偏心结构的新型多极磁编码器。该多极磁编码器仅由1个偏心旋转的多极磁体和4个霍尔传感器组成,结构简单、成本低。通过结合查找表和最小二乘法来计算绝对偏移量,能够在使用多极磁体提高分辨率的同时,通过磁铁偏心旋转区分的4个信号计算出绝对角度。此外,由于可以计算正交信号,因此可以使用传统方法来配置转换器,通用性较强。编码器样机测试结果表明:所设计的磁编码器能够计算出绝对角度,并达到了0.08°的角度精度和12 bits的分辨率。     

基于时栅的磁电编码器标定及细分方法研究

目前提高磁电编码器的精度需要采用角度标定过程,由于标定支架等间接过程的引入,造成了磁电编码器角度值的间接偏差。针对该问题,采用基于卡尔曼滤波的电机驱动虚拟时栅直接对磁电编码器进行角度值标定,取消了母体高精度磁电编码器的间接标定过程。为实现多对极磁电编码器角度值的细分,采用一种窗口滤波多区间角度值划分方法对当前多对极角度值的极数进行判断,解决了磁电编码器角度值噪声引发的区间判断错误问题,有效提高了磁电编码器的分辨率。最后,通过实验证明了所提出的磁电编码器能够有效抑制角度值跳动,使得电机的速度控制更加平稳,电流正弦特性更好。最终所提出的磁电编码器的分辨率可以达到15位,精度达到0.44°。     

一种提高光电编码器测量精度的方法研究

光电编码器广泛应用于国防、工业等领域,不断提高其分辨率和测量精度对科技发展有着重要意义。提出并研究了一种将行星齿轮增速机构和光电编码器相结合的方法,来提高角度测量精度。结合STM32单片机和VB软件开发了一套齿轮增速机构传动误差测量系统,测量了某一小型行星齿轮增速器的传动误差。根据传动误差的特征提出了轮增速机构和光电编码器的搭配建议,给出了角度测量误差的计算公式和编码器分辨率选用公式。设计了一组编码器与增速器的组合实验,通过校核每一种组合下的测量精度,验证了公式的正确性。     

基于光电编码器的齿轮动态传递误差测量系统

构建了一套基于光电编码器的齿轮动态传递误差测量系统。该测量系统首先利用光电编码器测量齿轮副的输入轴和输出轴的转角,然后对采集到的脉冲信号进行计数和插值处理,得到基于等时间采样的转角序列,最后通过比较两轴的转角序列即可得到齿轮副的动态传递误差。建立了齿轮系统的非线性动力学模型并基于4阶Runge-Kutta法进行数值求解。通过模拟光电编码器和数据采集卡对仿真结果 (转角信号)进行采样,研究了光电编码器的分辨率和数据采集卡的时间分辨率对测量精度的影响。仿真结果表明,对于最高转速不超过1 500 r/min的齿轮系统,光电编码器的分辨率不低于200线/转且数据采集卡的时间分辨率不低于3.3×10-9s,能够保证测量结果的精度要求。齿轮传动台架实验也表明基于该测量系统得到的动态传递误差具有良好的可重复性,并且其数值大小与实验现场的噪声情况相符合。     

基于一齿差式周期变化瞬时角速度传感器的设计原理及其实际应用

提出一种对周期性变化的瞬时角速度采用一齿差的原理进行测量的方法并对其原理进行介绍,该测量方法可延长计算机的读取间隔时间、降低编码器的分辨率要求、降低传感器的制造成本和提高测量精度,并在链传动的瞬时角速度实测中进行了实验验证。     

基于光电编码器的电梯平层控制系统的设计

为了实现更精确的停层以及更方便的调试,论文研究了基于光电编码器使用PLC实现电梯位置的精确定位,利用光电编码器定位精度高的特点,提高电梯的平层精度并降低调试难度。