轻量化绝对式多圈光电编码器研究

为有效减小多圈编码器体积、重量并满足高位数多圈记忆的要求,设计了轻量化绝对式多圈光电编码器。多圈编码器采用绝对式矩阵码盘设计,将编码器的绝对码设计在齿轮上,减小了以往绝对式多圈编码器的多级码盘结构和齿轮结构;采用多级齿轮串行结构,缩小了多圈编码器齿轮的高度,便于安装、结构简单。设计的14位超高位数绝对式多圈光电编码器,外形尺寸为φ60mm×20mm,圈数为214=16 384圈,实现了电机转动圈数的绝对记忆功能,具有圈数记忆位数高、重量轻的特点。     

机器人用多圈绝对式光电轴角编码器

长春光机所研制成功一种机器人用多圈绝对式光电轴角编码器。RD66型多圈绝对式光电轴角编码器是轿车工业生产线焊接机器人上的重要部件,它可实时提供机器人的焊接位置信息。其主要创新有:1.采用单狭缝读数取代国外双狭缝读数、简化装调、减少元件、降低成本、提高寿命。2.采用可编程EPROM完成奇偶校正,实现各码盘的精一粗校正,提高可靠性。3.充分发挥EPROM效能,使逻辑译码、速比变化程序化,增强适应性,减少硬件电路。4.采用多盘解决圈数记忆,增大     

基于空间滤波方法的多圈绝对式编码器

本文介绍了一种游标编码类型的多圈绝对式编码器。对码盘狭缝采用空间滤波的插补细分方法。光学编码器由LED光源、光电二极管阵列和具有3圈码道的码盘组成．通过光学方法进行绝对角度的测量。编码器测角精度达1／100000，编码响应速度达3000mp。轴的转数由一个采用“记忆轮”原理的磁力泡计数器计数，最多可达32487转。数据存储或转数记忆无需供电。     

单圈绝对式光电轴角编码器译码技术

单圈绝对式编码器相比于增量式编码器及传统的绝对式编码器有独特的优势,其关键技术在于译码系统的设计及译码算法的研究。为了提高单圈绝对式编码器集成度、响应速度及精度,设计了译码系统,该系统采用线阵CCD作为码盘图像光电转换装置,并利用FPGA实现电路控制及译码算法。同时提出了新的译码算法,该算法一方面将CCD输出信号二值化后的电平信号高电平计数,判断组合得到粗码信息;另一方面应用质心法进行细分定位,通过计算条纹质心与虚拟中心的偏差得到细分角度值。最后,通过两者结合得到角度信息。基于该系统研制的经纬仪样机精度达到2。     

绝对式光电编码器动态误差采集系统

在绝对式小型光电编码器动态特性检测中,为了对匀速变速转动下编码器的高速误差进行数据采集,提出了编码器误差数据准确采集方法,并设计了绝对式光电编码器动态误差采集系统。首先,通过对被测编码器输出角度数据所表达真实角度准确时刻的分析,提出了编码器误差数据的准确采集时刻是在编码器输出数据变化的边沿时刻。然后,通过对误差采集时采集数据量、采集速度及传输速度的分析,确定了以FPGA+USB设计制作硬件电路,实现编码器误差数据的全分辨率采集。最后,通过计算机软件实现对误差数据的计算、显示和打印。经过实验,系统可以高速、准确地采集到快速转动下编码器所有角度的误差数据,能够满足小型绝对式光电编码器动态特性检测的要求。系统具有采集数据高速、准确等优点。可以实现对90 r/min以下转速的16位编码器的数据采集。     

小型光电编码器的高分辨力细分技术

为了实现在不增加体积和重量的前提下提高小型光电编码器分辨力和细分精度,对光电编码器高分辨力细分技术进行了研究。首先,分析了影响小型光电编码器分辨力及细分精度的主要因素;其次,利用ADC841单片机对A/D转换的增益误差和失调误差进行修正;最后,优化电子学细分算法,设计出小型光电编码器高分辨力的信号处理电路。实验结果表明,该设计可以实现编码器精码信号的1 024细分,细分周期误差的峰峰值由163减小到70;将外径为40 mm的小型光电编码器分辨力提高4倍至4.98,精度提高至30。设计的编码器细分方法,电路结构简单、细分数高,可应用于对体积和重量有严格要求的绝对式和增量式光电编码器中。     

高分辨率光栅精密定位系统研究

为了使光谱分析仪(Optical Spectrum Analyzer, OSA)能精确测量窄谱宽光信号,要求光栅转动一圈分辨200万个点。设计了一种基于衍射光栅、直流无刷电机(Brushless Direct Current Motor, BLDCM)和光电编码器的高分辨率光栅定位系统。实现了基于比例-积分-微分(Proportion Integration Differentiation, PID)的高精度闭环调速控制技术,以驱动BLDCM带动光栅的转动。同时,高精度光电编码器快速检测并反馈光栅的角位置,细分电路对编码器的输出信号作进一步细分。将输出信号的分辨率从16000点/圈提升至2048000点/圈,极大地提升了光栅定位系统的整体分辨率。通过实验测试了光栅扫描速度、波长重复性和波长准确度等性能指标,验证了光栅定位的精度和分辨率。     

狭缝光电池的光栅角度检测方法

提出了一种新颖的单光栅增量式角度检测方法。该方法采用狭缝光电池阵列按照一定的逻辑相位组合取代光栅副中的定光栅,通过码盘与狭缝光电池阵列相互配合完成计数操作。这样既回避了狭缝与码盘的间隙问题,又降低了增量式光电编码器对抖动的敏感程度和其相关零件的精度要求,进而提高了莫尔条纹对比度,增强了细分精度,最终增强了其计量精度和计量的稳定性。采用狭缝光电池阵列可以实现在工业级大间隙的高对比度、高计量精度的角度检测,并且可从整体上较大地提高光电编码器的系统鲁棒性。     

一种基于光磁组合双检测原理的绝对式编码器

针对伺服系统中对传感器小型化、高精度的需求,提出了一种基于光电和磁电双检测原理的绝对式编码器的设计与实现.重点阐述了光电和磁电组合检测的工作原理,详细介绍了电气实现方案.测试结果表明,设计的绝对式编码器精度明显提高,具有广泛的应用前景.     

利用旋转编码器实现转动角度的精准定位

精准的位置检测方法一是使用位置传感器,二是采用光电码盘,三是采用光电轴角编码器。转动角度测量方法改进。     

莫尔条纹光电信号细分误差的实时补偿

为了保证高精度光电轴角编码器在恶劣工作条件下的细分精度,设计了基于高分辨率数字电位计的实时补偿处理系统。依据莫尔条纹光电信号的数学模型,说明了由信号等幅性偏差和直流电平漂移引起的细分误差的空间分布特征,并得出误差规律及计算公式,从编码器的光机装调、码盘均匀性、光敏元件调试等制作环节出发,指出了编码器光电信号细分误差的根本特性;受高精度光电编码器分辨力的约束,从编码器光敏元件输出莫尔条纹信号的形式出发,构建了分辨率为0.1 的数字电位计查找表;并设计了实时补偿的关键算法。以23位光电编码器为实验对象,在-40～60 ℃条件下对补偿处理系统测试,实验结果表明:直流漂移1.2%,等幅性2%,且自动补偿时间约为3 s,满足编码器分辨力（0.154）和工作实时性的要求。该方法可实际应用于编码器系统,能够提高编码器的环境适应性和测角可靠性。     

基于DSP的绝对式光电编码器串行接口设计

为了实现SSI接口的绝对式光电编码器在电机伺服控制系统中对电机位置的检测,采用了DSP芯片TMS320F2812的通用I／O口模拟SSI接口与绝对式编码器之间的通信,编写了模拟SSI接口通信时序程序并做了绝对式编码器位置检测实验,获得了绝对式编码器全范围的输出值,单圈数值为O-25536,经4096圈可输出范围O-268435456数值。得到了绝对式编码器在电机伺服控制系统中可实现位置精确采集和精确控制以及利用通用I／0口,实现SSI接口通信,其具有设计简单、成本低、易维护、位置检测精确以及可替代专用解码芯片的特点。     

光电编码器的应用——分类源于角度测量基准

为了在应用方案中选取合适的光电编码器,需要了解其原理和特点,本文对编码器的分类和编码原理进行了总结。编码器的角度测量基准是光栅盘,所谓增量式、绝对式和准绝对式的区别,取决于采用光栅盘的类型。说明了编码的原理和编码效果,总结比较了不同种类编码器的特点。     

24位绝对式编码器处理电路的改进设计与实现

鉴于外场环境和专项试验对绝对式编码器的稳定性要求越来越高,对传统的绝对式编码器处理电路进行了技术改进。该处理电路全部采用A/D转换器采集放大与整形之后的模拟信号,通过软件完成光电信号的比较、细分、译码、校正、平均和参数整定等功能,实现了把轴角实际转动的角度值转换成自然二进制数字代码。经实际项目论证,该编码器运行稳定。     

基于CPLD的编码器数据采集装置研究

绝对式光电编码器以其可靠性好、精度高的优良性能被广泛应用在高精度伺服系统位置检测中。本文以一种绝对式光电编码器为研究对象,介绍了光电编码器的原理,以CPLD为控制器,设计了装置的硬件电路,利用状态机,设计了装置的控制策略。实验结果表明,设计合理、可行。整个装置外围电路少、可靠性高。     

高精度光电编码器莫尔条纹信号质量分析方法

针对莫尔条纹信号质量对高精度编码器细分误差的影响,提出了基于离散傅里叶变换分析莫尔条纹信号质量的方法。该方法利用信号重构和傅里叶变换算法得到信号参数,真实地反应了莫尔条纹信号质量,提高了细分误差测量的准确性。编码器转动时,采集相位差为/2 的两路精码正弦光电信号,通过对采样信号的重构得到信号波形,利用离散傅里叶变换算法分析重构波形,求解信号的直流分量、幅值、相位和谐波分量等各项参数。最后,根据信号参数与细分误差的关系得到光电编码器的细分误差值,并进行了实验验证。实验结果表明,对某24 位绝对式光电轴角编码器细分误差进行测量,细分误差的峰值为+0.48和-0.21。相对于传统的细分误差测量方法,此方法测量速度快,测量精度高,适用于工作现场。     

本所产品介绍

本产品属于微型绝对式编码器系列,采用新型矩阵编码原理设计而成,属国内首创,具有体积小,重量轻,有绝对启始点,抗干扰能力强,工作环境适应能力强等特点。 本产品可适用航天、军事及需要高可靠性、工作环境恶劣等工业部门.如雷达、宇航器姿态定位、地炮     

增量式编码器在双天线差分GPS校验方法中的设计与应用

针对目前无法校验商品化GPS设备精度这一问题,该文介绍了用增量式编码器设计的一种双天线差分GPS校验装置,它是一种转台式结构,自带显示模块,能方便直观地观察到转台旋转的角度、圈数和速度信息,以此来与GPS接收机给出的数据进行对比,从而进行校验。该装置的校验精度即为编码器的分辨率且无累计误差,实验结果满足设计要求,并且为校验GPS设备精度提供了一种新方法。     

一种高精度CCD激光自准直测量系统的研究

为测量导弹姿态角研制了一套CCD激光自准直系统,它有一套24位绝对式角轴编码器,设有多个读数头,对径读数采用数字量相加技术,消除了轴系晃动对信号的影响。采用高精度线阵CCD作为接收元件。本系统可以进行光电自准直的测量,在360°范围内水平方向误差不大于±1.5",极限测量精度不大于8"。     

一种光电码盘缺陷检测方法的FPGA实现

光电码盘在实际研究和使用过程中遇到的质量问题,如码道有亮点或暗斑、码道间相位差误差过大等缺陷,会严重影响光电编码器的测量精度。提出一种新式码盘缺陷检测方法,通过FPGA仿真分析实现检测码道上亮点或暗斑位置以及各码道间的相位差,并确定相位差误差大小。通过实验仿真验证了所提出方法的有效性和可行性。