光电轴角编码器光电信号正交性偏差的相量校正方法

高精度光电轴角编码器中的细分是误差的主要来源,而细分误差中莫尔条纹光电信号的正交性偏差影响最大。采用相量校正方法对正交性偏差进行校正,实现电路简单,校正效果十分明显。以正弦信号为基准信号,而将余弦信号分解为0°和90°两个正交分量,0°分量就是产生正交性误差的原因,通过补偿掉该分量,即可基本消除正交性误差。为进一步减小细分误差,通过精密调节,使余弦信号的幅值与正弦信号严格相等,将正弦及其反相信号与余弦信号分别相量相加可得到严格正交的两个新相量,从而消除正交性误差。实验结果表明,经精密相位校正后,正交性偏差从1″降低到0.1″左右。     

ECT系统微小电容信号采集的研究

针对ECT系统微小电容检测中信号调理和完整性的问题,对基于FPGA的ECT数据采集系统进行了详细的研究,其中包括FPGA产生可调高频正弦信号的模块功能介绍,FPGA控制通道选择电路的原理及正弦数据变为激励信号的处理过程,保证了采集信号的准确性和完整性,提高了ECT系统的集成度,并提出了改进方案.     

基于数字锁相放大的时栅传感器信号处理研究

针对时栅位移传感器对信号噪声和插补时钟频率稳定性敏感及需要时钟频率高的问题,提出了一种基于数字锁相放大技术的时栅位移传感器信号处理方法。该方法用STM32F4微处理器同步产生激励信号和采集时栅输出信号,不需采集正交参考信号,将正交参考信号和输出信号送入正交矢量型数字锁相放大器,实现角位移检测。研究了基于数字锁相放大技术的时栅传感器信号处理原理和算法,设计了A/D采集电路和窄带低通数字滤波器。仿真和试验表明:在信号噪声较大条件下,时栅位移传感器的误差控制在±1.1″以内,显著提高了精度。该方法只需采集一路感应信号即可实现传感器角位移检测,优化和简化了电路结构。     

非接触电感式角位移传感器的设计与校准

本文设计了一种非接触电感式角位移传感器,该传感器由定子和转子组成,其中转子由扇形铜箔获得,定子包含一组激励线圈,一组接收线圈以及后续处理电路。当给激励线圈通入交变电流时,相邻两个接收线圈产生的感应电动势大小相等,方向相反,此时感应电压为0,当转子在接收线圈上方转动时,转子中产生的涡流会导致相邻两个接收线圈感应电压产生不同的变化,经过理论与仿真分析,验证了随着转子的转动,接收线圈中感应电压的幅值呈现正余弦变化。本文编写算法对正余弦信号进行识别与校准,以定位精度为0.000 3°的高精度时栅转台为基准对样机进行测试,结果表明校准完成后,在0°～360°范围内该传感器误差为0.1°,满足实际生产需求,验证了该方案的可行性。     

光栅莫尔信号正交误差实时补偿研究

针对光栅读数头输出信号存在正交误差的问题,提出基于坐标旋转数字式计算机算法(CORDIC)的正交误差实时补偿方法。针对CORDIC算法在正余弦信号角度解算时存在误差较大区间以及在正余弦信号峰值区间角度解算灵敏度低的问题,引入向量模式双迭代方法抑制CORDIC算法因迭代收敛过快而带来的角度解算误差,并结合局部查表法消除信号峰值区间的角度解算误差。正交误差补偿过程包括相位解算、相位补偿和信号重构3个环节。以解算出的角度值为对象进行整周期误差角度的实时补偿,采用CORDIC算法旋转模式根据补偿后的角度值重构余弦信号,实现对莫尔信号正交误差的实时补偿。以FPGA为平台实现该补偿方法并验证其相位差检测和补偿效果,实验表明信号在正交误差[1°,10°]时,相位检测误差在±0.04°以内;信号在不同频率不同相位差时,补偿后其相位最大误差在±1°以内,平均误差在±0.1°以内,均方差在0.5°以内,证明该方法可有效实现对莫尔信号正交误差的实时补偿。     

基于FPGA的转子振动信号整周期等相位采样控制方法

为了提高频谱分析的精度,要求对振动信号进行整周期等相位采样.因此,提出了一种基于FPGA的整周期等相位的采样控制方法.该方法将键相倍频信号作为A/D转换的触发信号,键相倍频电路利用FPGA芯片内部逻辑器件实现,电路中加入了周期线性插值预估模块,以提高键相倍频的精度.研究结果表明:该方法设计的键相倍频电路能实现预定功能,...     

一种新的基于特征值法的六端口自校准方法研究

为避免传统NBS自校准算法中存在的迭代和不收敛问题,提出了一种基于矩阵特征值理论的微波六端口自校准方法,该方法只需对校准模型进行简单矩阵变化即可求得自校准矩阵,便于实现,同时计算结果准确可靠;依据该方法,采用微带电路分别设计制作了六端口电路和自校准件,并搭建了微波六端口法相位测量系统,系统测量结果表明,该自校准方法可有效修正六端口电路的非理想性,提高六端口电路的相位测量准确度。修正之后的六端口相位测量系统在0°~180°测量范围内,相位测量误差小于1.6°,并具有结构紧凑、稳定性高的特点,可广泛应用于各类接收机及频率、相位测量系统中,具有较强的推广意义。     

基于CCD和FPGA的光栅位移测量系统

介绍了一种基于CCD和FPGA的光栅位移测量技术,建立了光栅位移测量系统.系统由线阵CCD采集光栅莫尔条纹,将检测到的莫尔条纹通过A/D转换器输入FPGA处理器,FPGA处理器对采集到的莫尔条纹信号进行处理,利用FFT变换求取信号相位的变化,再根据相位的变化求出位移值.文中详细介绍了工作原理的推导过程、CCD驱动控制、信号预处理以及FFT变换在FPGA中的设计实现.实验验证该系统抗干扰能力强,对光栅信号质量要求不高,能到达较高的细分数,并且系统集成度高,开发成本低,运行稳定.     

面向坐标检测领域的CAN总线数显技术

随着现代制造业的发展,对三坐标检测显示装置提出了更高的速度、精度和网络化要求,以微控制器为核心,采用3个鉴相型感应同步器对X、Y、Z三方向的动态坐标跟踪测量,设计了一种带CAN通信的三维坐标量数显检测装置,微控制器产生的特定频率方波经滤波、移相、功放等电路环节加载到感应同步器滑尺,当坐标发生变化时,感应同步器定尺输出感应信号,放大并经方向选择、滤波、整形处理后送入鉴相电路进行相位比较,微控制器对相位差进行分析和误差补偿后送入显示LCD显示新坐标值,利用CAN总线通信接口可同CAN控制网络中的其他智能装置通过CAN总线实现多主式通信。     

谈感应同步器与数显表

二、数显表感应同步器数显表是把感应同步器检测,按正余弦函数变化的电信号(模拟量)转换成数字量,并通过数码管显示出位移值的一种数字仪表。 1.数显表的类型根据对感应同步器输出信号处理方式的不同,数显表可分为两种类型:根据感应电势的相位来鉴别位移量的称鉴相型数显表;根据感应电势的幅值变化来鉴别位移量的称为鉴幅型数显表。近年发展起来的脉冲调宽型数显