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。     

小型光电编码器细分误差补偿系统

为了提高小型光电编码器的精度,建立了一种基于图形拟合的小型光电编码器细分误差补偿系统。首先,阐述了细分误差补偿系统的工作原理及系统组成;然后,详细介绍了该补偿系统的硬件系统组成、相关软件系统设计,分析了该补偿系统的系统误差;最后,采用本系统对某小型光电编码器的细分误差进行补偿处理,经实验测试得到峰值细分误差由70"减小到22"。实验结果显示,本系统可实现小型光电编码器细分误差的补偿,有效提高了小型光电编码器的精度。     

小型高精度航天级光电编码器

为了减小光电编码器的体积,提高航天级光电编码器的精度,设计了一种小型高精度的航天级光电编码器。首先,编码器采用散装形式,编码器与机构共用一个主轴系,码盘直接安装在机构的主轴上,码盘随机构一起转动,大大提高了整个系统的精度。然后,编码器采用主备一体化设计,一个机械主体,电子学系统冷备份,大大的减小了编码器的体积。最后,编码器数据处理程序集成到主系统FPGA中的一个IP核中,极大的减小了处理电路的尺寸,并提高了电路的可靠性。实验结果表明,本编码器分辨力为2.5″,外形尺寸Φ70×40mm,角度数据最快更新时间为10μs,精度为均方差主σ=8.68″,备σ=9.86″,完全满足航天仪器的使用要求。     

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.     

星载高精度小型多圈绝对式编码器设计

为了满足星载相机中调焦相机电机转动精度和圈数记忆要求,设计了小型多圈绝对式光电编码器。根据星载相机的精度要求,对1级绝对式光学码盘进行了小型化设计;根据电机转动的计数要求,设计了2级绝对式矩阵码盘计数系统;最后,对设计的小型多圈绝对式光电编码器进行了精度检测。小型多圈星载绝对式光电编码器外形尺寸为直径40mm×50mm、重量为200g、分辨力为40″、精度±100",圈数16圈。本编码器能实现相机中电机转动圈数记忆功能,且体积小、精度高,可满足星载相机的要求。     

高精度编码器细分误差修正方法的研究

为了精密测量光电编码器在工作时的细分误差,提高编码器细分精度,提出了一种基于改进遗传算法的光电编码器光栅条纹信号细分误差测量分析方法。阐述了基本遗传算法的原理和实现方案,并进行了算法的改进与优化,利用采集到的离散信号数据,通过改进后的遗传算法对光电信号波形进行参数提取。分析了信号质量对编码器细分误差的影响,根据提取到的信号参数(直流分量,幅值,频率和相位)对光电编码器细分误差进行测量。实验结果表明,通过改进遗传算法提取的信号参数精度高,运算速度快,细分误差峰值为+2.51″和-4.52″。该方法可有效的测量光电编码器细分误差,对编码器信号的补偿与修正具有重要意义。     

21位光电编码器数据处理系统

为了减少绝对式光电编码器的体积,增强编码器的数据处理能力,设计了一种21位光电编码器数据处理系统。该编码器码盘采用矩阵码盘形式,分为粗码和精码,粗码12位,其中一位校正码道,精码为一周4096对线。数据处理部分采用DSP芯片和AD转换器相结合,将所有码道的信息全部输入到AD转换器,DSP根据AD转换器的值将原始信号转换为21位编码器的角度信息并显示。该编码器外径为160mm,采用自准直仪和正17面体对该编码器精度进行检测,精度均方差为1.09s。     

光电信号参数的动态提取方法

光电编码器在运动状态下输出的实际信号与理想的正弦波或三角波存在着偏差,在此偏差信号的基础上进行电子学细分就会产生细分误差。通过对动态波形数据直接进行运动状态分析,通过建立运动模型的方法,确定传感器的原始位置波形参数。将得到的波形参数带入细分误差公式,即可以求取细分误差,并为误差补偿提供了理论基础。此法作为一种新的误差检测方法,适用于现场编码器精度检测和校准。本方法克服了传统误差检测方法装置复杂,不适合现场环境复杂条件下的动态检测的缺陷,有很高的应用价值。     

光电编码器中莫尔干涉的数学分析

一、光电编码器的工作原理光电编码器(光电脉冲发生器)已广泛用于高精度机床的数字控制,齿轮误差的动态测量、自动轴角测试台,光学分度头,轧钢机轧滚升降的自动控制、光学制导和电子数字计算机等等。码盘和被测轴同轴联接,当被测轴转动时,码盘一侧的光源经聚焦后照射到码盘上,光通过透光的栅线,照射到光电元件上,光电元件将接收到的光转变成电信号;当光线被光栅上不透光的部分阻隔时,光电元件接收不到光,没有电信号,因此,随着被测轴的转动,光电元件接收到的光时断时续,输出一系列     

增量式编码器自动检测系统

为减少增量式编码器检测的复杂度,提高检测精度和检测效率,实现增量式编码器的自动检测,设计了便携式增量式编码器自动检测系统。首先,利用直流电机带动被检编码器搭建了增量式编码器自动检测硬件系统,并利用驱动电路控制电机匀速转动。然后,利用Cortex．M3内核的STM32F107芯片设计了编码器误差采集电路,完成对编码器全周输出数据正交性、均匀性和幅值的采集;最后,通过计算与比较,将编码器旋转全周内输出信号误差的最大值和幅值显示在液晶显示屏上。自动检测系统调速范围在30—110r／min,且具有轻巧易于携带、测量简便、检测速度快、检测结果准确及显示直观等优点,非常适合在现场对编码器进行调试。经过实验,系统能够准确的检测出精度为40”的增量式编码器输出信号的误差。     

可编程控制器计数器单元在分度机构中的应用

由旋转编码器发出的脉冲信号构成位置反馈,可编程控制器PLC高速计数器单元通过增量式光电编码器实现多工位分度盘传动,实现分度盘机构的精确位移控制。PLC编程设计实现分度盘周向分度、旋转、定位停止信号的数字控制,取代机械凸轮分度位置检测装置,提高了系统的可靠性和定位精度。     

高精度六维激光测量系统误差补偿算法研究

根据极大规模集成电路制造对光刻物镜中敏感光学元件调节机构高精度的调整要求,研究设计了一套基于双频激光干涉仪的高精度六自由度位姿检测测量系统。但由于双频激光干涉仪是一种线性增量式的测长仪器,其固有的机械安装误差及运动平台在工作过程中引入的倾斜或旋转运动都将导致测量光程的变化而产生阿贝误差与余弦误差。为此,根据系统测量原理,采用解析法基于空间齐次变换建立了系统误差补偿数学模型,并深入分析了装调误差对测量精度的影响,实现了调节机构六自由度运动的高精度测量。     

一种适合于伺服应用的新型绝对式光电编码器

文章介绍了一种适合于伺服应用的新型绝对式光电编码器。该编码器的盘片采用循环移位二进制编码,在显著减小体积的同时也降低了成本。同时针对伺服系统中控制器无电时编码器由电池供电的工况,采用磁性传感单元作为电池供电时的位置检测机构,降低了耗电量,显著延长了电池的更换周期,便于使用与维护。     

一种高可靠性的频率测量系统

提出并研制了一种高可靠性、高精度、使用简单且便于维护的频率测量系统,该系统用于电力电子测量领域。其硬件系统以嵌入式PC104计算机为测控平台,软件系统以LabWindows/CVI为开发平台,采用测周期法,依据频率大小选用不同的基准频率。经实际测试证实,该设计满足精度和实时性的要求,检测效率高,便于操作与维护。该系统亦可用于其他要求高精度频率测量的领域中。     

编码器动态特性检测高速数据传输系统

为实现编码器动态特性检测中,动态误差数据采集系统与PC电脑的高速、实时数据传输,利用高速USB芯片CY7C68013和FPGA芯片设计了高速的数据传输系统。首先,系统采用CY7C68013芯片作为USB总线传输模块,并利用FPGA芯片对CY7C68013芯片进行控制,使USB芯片工作在SlaveFIFO模式下,完成与上位机电脑数据的发送与接收;然后,利用在PC中利用VC＋＋编写软件,完成对CY7C68013芯片的数据传送、接收和固件程序的烧写,并将接收到的数据显示和打印出来。系统具有传输速度快、数据准确、使用方便等优点,可以用在其他数据传输中。经过实验,系统在编码器误差数据采集系统的数据传输中,能够高速、实时的完成数据的传输工作,可以在PC软件中显示采集到的编码器数据,满足编码器误差数据采集系统设计和使用要求。     

光电轴角编码器的误码检测系统

为了检测光电轴角编码器输出的角度值是否有误码,设计了光电轴角编码器的误码检测系统.根据光电轴角编码器的转速不能突变的原理,采用TMS320F2812型的微处理器采集光电轴角编码器的角度数据,对编码器的角度进行微分运算,得到编码器转动的速度.根据不同编码器的特点,设置加速度阈值的大小,当加速度大于设置阈值时,则编码器在该位置有误码,通过OLED显示屏显示误码的位置,并根据需要实时显示编码器转动角速度的图形.该系统适用于在工作现场检测各种型号的光电轴角编码器是否有误码,具有检测速度快、检测准确等优点.