莫尔条纹信号正切法细分精度分析

阐述了莫尔条纹信号正切法细分原理和细分信号的质量特点,分别计算出信号相位不正交、存在直流电平、正余弦信号幅值不等及三次谐波分量对细分精度的影响,定性定量给出了为达到一定细分精度要求,莫尔条纹信号的四大技术指标需满足的条件,为有效提高莫尔条纹信号质量和细分精度提供理论依据。     

莫尔条纹动态细分误差的傅里叶分析评估方法

为了实现对高精度光电编码器莫尔条纹动态细分误差的评估,研究了莫尔条纹动态细分误差的傅里叶分析评估方法。首先采集光电编码器精码的莫尔条纹光电信号送入计算机;然后运用线性插值、泰勒级数等方法将时间信号还原为位置信号;最后对位置信号进行傅里叶变换,计算出莫尔条纹光电信号的波形参数,实现对光电编码器动态细分误差的评估。实验结果表明:对某24位光电编码器动态细分误差进行评估,细分误差的峰值为+0.54和0.18。此方法测量速度快,测量精度高,适合在光电编码器应用现场对细分误差进行评估。     

Fourier analysis assessment method for dynamic interpolation error of Moir(e) fringe

为了实现对高精度光电编码器莫尔条纹动态细分误差的评估,研究了莫尔条纹动态细分误差的傅里叶分析评估方法.首先采集光电编码器精码的莫尔条纹光电信号送入计算机;然后运用线性插值、泰勒级数等方法将时间信号还原为位置信号;最后对位置信号进行傅里叶变换,计算出莫尔条纹光电信号的波形参数,实现对光电编码器动态细分误差的评估.实验结果表明:对某24位光电编码器动态细分误差进行评估,细分误差的峰值为+0.54”和-0.18”.此方法测量速度快,测量精度高,适合在光电编码器应用现场对细分误差进行评估.     

光栅振动传感器的信号处理

光栅传感器以光栅谐振子作为敏感元件,将大地震动的机械信号转换成光调制信号--莫尔条纹,再用光电元件转换成数字化电信号输出.采用16倍细分技术,可使传感器分辨力达到O.00125mm.文中介绍了光栅传感器的结构及工作原理,对辨向细分技术进行了理论介绍,描述了利用单片机对莫尔条纹进行脉冲计数和数据传输,用Vc软件对PIC单片机记录的信号进行振动过程重构,从而实现了对传感器震动位移测量的测试方法,并给出了程序流程图、实验记录数据和结论.     

两种莫尔条纹查表细分方法的原理误差对比

为了适应科技军事领域对编码器精度的要求,广泛采用电子技术或软件技术对编码器光学最小分辨角进行细分.软件方法多采用合成函数八细分与幅值细分相结合的方法.对常用的两种合成函数法——绝对值差值法和正切函数法在信号偏离理想波形的实际情况下,引入的原理性误差进行了理论分析和软件仿真,结果表明:对于不同的莫尔条纹信号,正切函数法和绝对值差值法引入的原理性误差差别很大,根据实际莫尔条纹信号特点,选用不同的细分方法,对于修正编码器的细分误差,进一步提高码器的精度有重要意义.     

小型光电编码器细分误差补偿法

提出了一种基于图形拟合的小型光电编码器细分误差补偿的新方法。首先,采用分段函数法建立莫尔条纹三角波光电信号波形方程;然后,采用回归分析理论、可决系数方法,研究了所建三角波图形与实际光电信号图形的拟合程度,建立了莫尔条纹三角波图形拟合优度检验方法;最后,建立了细分误差补偿数学模型,给出了新的莫尔条纹细分计算公式,实现对细分误差的综合补偿。运用本方法对16位小型光电编码器进行细分误差补偿处理,经实际测试细分误差峰峰值由79＂减小到27.5＂。实际结果表明：研究的细分误差补偿方法,可提高光电编码器的细分精度,对于研制小型高精度光电编码器具有重要意义。     

偏心偏斜对转台圆光栅莫尔信号的影响研究

转台测角系统偏心偏斜会改变莫尔信号特征，并进一步影响转台定位精度。针对偏心偏斜对转台圆光栅莫尔信号的影响开展研究。首先分析转台测角系统工作原理，阐述转台圆光栅莫尔信号特征分离方法原理；针对圆光栅莫尔信号特征误差源进行分析，分别建立偏心和偏斜对莫尔信号特征的影响模型，明确莫尔信号特征谐波阶次与偏心、偏斜关系；基于FPGA开发莫尔信号特征分离电路，并以自制电路板为实验平台，验证了莫尔信号特征分离方法可行性和分离电路功能有效性；搭建偏心、偏斜测试平台验证偏心偏斜对转台圆光栅莫尔信号影响模型的准确性，实验结果表明，偏心、偏斜分别与莫尔信号特征一次、二次谐波呈线性关系，非线性误差为3.88%和2.08%。     

新型光栅信号数字细分技术及其误差分析

本文提出在圆光栅作为分度基准的高精度测量仪器中,利用A/D转换器和单片机,采用软件编程的方法,对光栅读数头输出的正弦波信号（sinθcosθ）进行新的构建,形成一线性函数。分别对新建函数和原函数进行过零检测并计数,实现莫尔条纹八细分,在八细分的基础上,用软件来实现对线性函数的幅度分割,采用查表的方式实现莫尔条纹十细分,本文还对采用此方法引入的细分误差进行了研究,与传统的细分法相比,硬件电路简单,细分误差小且便于误差修正,能实现高精度角度测量。     

基于光栅传感器的位移测量仪的研制

本文介绍一种基于光栅传感器的位移测量仪。它通过硬件电路对2个光栅传感器输出的信号分别进行20细分,然后对细分后的信号分别进行辨向和计数,再使用一个微处理器对辨向信号和计数信号进行处理,得到X-Y工作台在坐标X和坐标Y方向的位移值,最后根据误差修正算法对位移测量值进行修正,得到该仪器的测量分辨率为1μm且测量精度达±2μm(1σ)。此外,所研制的测量仪具有可靠、易于扩展和调试方便的特点。     

智能化非接触精密二维光电测量系统的研究

本文以不规则轮廓与各种角度的测量为目的,进行了智能化非接触精密二维光电测量系统的研究,提出采用线阵CCD器件、计量园光栅、步进电机与个人计算机构成系统.系统采用最小二乘拟合莫尔条纹信号细分法提高光栅角位移测量精度,采用解调细分法提高OCD测失径的精度,论文给出了理论分析与相应的实验结果。     

一种角位移测量仪的研制

介绍一种用于光学测量投影仪的角位移测量仪。它通过硬件电路对一个旋转编码器输出的角位移信号进行辨向和计数,再使用一个微处理器对辨向信号和计数信号进行处理,得到被测工件在Z旋转方向的位移值,最后对位移测量值进行误差修正,得到该仪器的测量分辨率为1’且测量精度为±3．9’。实验表明：所研制的角位移测量仪具有准确、可靠的特点。     

内插式永磁无轴承电机转子位置/位移综合自检测

为实现无轴承电机的低成本与实用化，解决运行控制中电机转子位置/速度及径向位移的检测，提出了一种基于脉动高频电压信号注入法的转子位置/位移综合自检测方法。通过从转矩绕组注入脉动高频电压信号，利用电机空间凸极效应和转矩绕组与悬浮绕组间的互感特性，同时实现对转子位置/速度和径向位移的有效观测。电磁场分析结果表明，该方法可实现位移检测信号在水平、垂直方向的解耦以及转子位置和位移检测信号间的解耦。应用该检测方法构建了内插式永磁型无轴承电机无传感器运行的矢量控制系统，系统仿真运行表明，该自检测方法能在全速范围内准确观测出转子的位置/速度和位移，并能在大负载扰动条件下实现无传感器方式的稳定悬浮运行。     

高压开关柜在线监测及断路器行程信号的处理

提出了一种基于分布式结构和以太网通信方式的高压开关柜在线监测系统,该系统采用高级RISC微处理器(ARM)与现场可编程门阵列(FPGA)构成的嵌入式数据采集与通信单元。针对在线监测系统采集到的断路器行程信号,利用小波阈值消噪方法在消去噪声的同时较好地保留了信号的特征,对于经过去噪处理的离散行程信号,在Matlab软件中对其求微分,得到断路器动触头速度的离散数据曲线,求得的速度最大点即为刚合点,进而可得出断路器的开距、超程等参数,通过数据对比验证了此方法的有效性和准确性。     

压电陶瓷驱动器动态驱动电源设计

针对大位移压电陶瓷驱动器的特点,设计了一种可动态应用的驱动电源,并给出了详细的电路原理图.对驱动电源的性能试验表明,在输入为正弦波、三角波和方波等动态信号时,该驱动电源可以很好的跟随输入信号的变化,显示出优异的动态性能.对压电陶瓷驱动器的驱动试验表明,该驱动电源具有较强的带负载能力,可满足大位移压电陶瓷驱动器的动态驱动...     

乒乓操作方法在增量式时栅信号处理电路设计中应用

在分析增量式时栅位移传感器原理及其信号生成方法的基础上,介绍了一种在数字信号处理电路中的数据流乒乓操作方法,并提出了一种基于该方法的增量式时栅信号处理电路方案。信号处理电路采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)芯片设计。预处理电路将测头信号进行模数转换后,经过防丢步增步电路和防重复计数电路模块处理,保证了测量信号的可靠性;再经过乒乓操作电路模块,采用2路增量信号处理模块进行运算,保证了测量信号的流水线操作;最后通过接口电路输出测量结果。对信号处理电路进行了仿真实验,结果证明,该方法可满足增量式时栅传感器测量信号流的实时处理,实现增量式时栅原理对位移的测量。     

步进电动机国内外近期发展展望

步进电动机是一种将数字脉冲信号转换成机械角位移或者线位移的数模转换元件。在经历了一个大的发展阶段后，目前其发展趋于平缓。然而，由于步进电动机的工作原理和其它电动机有很大的差别，具有其它电动机所没有的特性。因此，它仍然能根据市场的需求，沿着小型、高效、低价的方向发展。     

基于中心差分滤波算法的PMSM无传感器控制方法

基于永磁同步电机无传感器矢量控制的性能要求,提出了一种基于CDKF算法的非线性系统参数辨识的无传感器控制方法。该方法利用永磁同步电机的电压及电流信号在线实时估计电机的转速和转子角位移,进而得到矢量控制系统转速反馈信号和矢量变换角位移。仿真结果表明,该方法既能获得较高的估计精度,又能有效提高计算速度,满足永磁同步电机无传感器矢量控制的性能要求。     

CCD线阵驱动模块设计与实现

从单片机应用的基本原理出发,介绍一种适用于角度和位移高精度测量的CCD线阵驱动模块设计与实现方法。该模块采用CCD线阵作为光电测量器件,通过单片机控制CCD线阵的运行;CCD线阵的输出信号经比较器输出,实现灵敏度可调的角度或位移的高精度测量,文中给出了该模块的硬件设计原理图和程序框图。     

密栅云纹检测法在水力机械制造中的应用

本文介绍了一种利用光学干涉原理检测水力机械叶片的新方法,即密栅云纹法。文中还介绍了该方法在轴流式模型转轮叶片上的应用,并获得了满意的结果。     

基于虚拟仪器的材料局部性能测试系统

采用虚拟仪器开发软件LabVIEW和数据采集卡AC6111,基于双孔微剪法研制开发出材料局部性能的自动化检测系统。系统通过对直流电机速度的控制实现剪切刀具的自动加载,同步采集剪切试验中的载荷位移信号,并对信号进行预处理、存储、分析与计算,从而获得材料载荷-位移曲线和应力-应变曲线,进而获得材料局部性能参数。该系统投资小、测试功能丰富、操作简单,为方便快速地测量材料局部力学性能提供了一种经济有效的方法。