双通道旋转变压器粗精组合轴角转换原理及应用

目前的旋转变压器大多采用粗精组合来提高其精度,粗精组合时的纠错问题是粗精组合系统的一个关键问题。基于双通道旋转变压器粗精组合轴角转换原理及纠错方法,研究设计了旋转变压器作为轴角转换器件的角度测试系统,包括:选用旋转变压器作为姿态角传感器和高低角传感器测试装置的测角元件;采用双通道旋转变压器粗精组合方式实时获取角度信息;通过与单片机的连接,选取旋转变压器数字转换器进行数字转换,完成角度信息的输出;在软件设计方案中,重点研究了粗精组合算法,采用余数比较法确定粗轴读数和精轴读数的组合关系,对粗、精轴读数进行组合纠错,提高了传感器的测角精度。     

基于DSP技术的角位置伺服控制系统

随着角位置伺服控制系统中对数字化的需求,必须对传统的角位置伺服控制系统进行改进.主要讨论了由TMS320LF2407数字信号处理器和AD2S80旋转变压器数字/转换器所组成的数字角位置伺服控制系统的硬件组成和算法实现.其中重点介绍了轴角数字转换器的工作原理、硬件组成以及控制中所采用的算法原理,该系统可很好地应用于很多轴角型的位置测量和控制单元中.     

机载光电跟踪成像消旋高精度测角系统研究

本文介绍了光电跟踪成像消旋系统的基本原理,利用旋转变压器和轴角数字转换器(RDC),设计完成了一套高精度测角系统。系统采用去脉冲干扰滑动平均值法进行实时滤波,完成消旋系统在两轴两框架内任意位置的角度测量;采用信号变换的方法,成功解决了因旋转变压器安装位置的不同可能导致系统失控的问题。系统的成功运用显著提高了光电跟踪成像消旋系统的调试和生产的工作效率。     

激光跟踪仪测角误差的现场评价

激光跟踪仪是基于角度传感和测长技术相结合的球坐标测量系统,其长度测量采用激光干涉测长方法,可直接溯源至激光波长,因此,激光跟踪仪的长度测量精度远高于角度测量精度,相对而言,测角误差就成为评价跟踪仪测量精度的重要指标。为了对现场测量激光跟踪仪的测角误差进行快速有效地评价,采用跟踪仪多站位对空间中测量区域内若干个被测点进行测量,与传统基于角度交汇原理的多站位冗余测量不同,利用各站位所观测的高精度测长值建立误差方程,并通过测长方向的矢量位移对跟踪仪测长误差进行约束,获得被测点三维坐标在跟踪仪水平角和垂直角方向上的改正值,以此来评价激光跟踪仪的测角误差。通过Leica激光跟踪仪AT901-LR进行了多站位测角误差评价实验,在现场测量条件下,跟踪仪水平和垂直方向测角误差约为0.003 mm/m(1σ),符合跟踪仪的测量误差特性。     

车载经纬仪的测量误差修正

载车平台变形会直接导致经纬仪方位旋转轴线产生倾斜,从而影响经纬仪的测角精度。为补偿测角精度,实现活动站测量,通过球面几何推导了平台变形对光电经纬仪测角误差影响的修正公式,利用光电轴角编码器精度高、采样频率高的特性,测量出经纬仪坐标系倾斜,经过坐标变换推导出经纬仪倾斜角和倾斜方向,该测量装置通过时统终端与经纬仪望远系统同时记录测角数据及倾斜数据,从而对测角误差进行修正。实验结果表明,该方法能够实时有效地补偿因平台变形而带来的测角误差,使经纬仪不落地测角精度控制在20″内,为实现高精度车载光电测量提供了一种有效的途径。     

两步法测量编码器测角误差

由多面体和自准直仪组成的编码器角度检测系统测量编码器误差,得到的编码器误差中不但包含编码器误差,而且包含多面体检定误差.根据两步法的使用条件,将两步法应用于光电轴角编码器测角误差数据的处理,分别得到多面体检定误差和编码器测角误差,误差分离的结果与采用其他方法得到的结果相近,但用两步法计算需要的测量数据大大减少.比较结果证明,与其他测量方法相比,此方法可以提高测量效率90%以上,缩短检测时间近80%.     

感应同步器测角系统的实现

介绍了一个基于圆感应同步器和旋转变压器-数字转换器(AD2S80A)的高精度动态测角显示系统,讲解了系统的测角工作原理、电路结构.给出了误差测量数据,分析了误差产生的原因,并提出了相应的解决办法.由于采用单片大规模集芯片AD2S80A,该系统较早期用分立元件搭制的电路系统具有体积小、结构简单、抗干扰能力强、运行稳定、测角精度高和跟踪速度快等优点.     

基于AD2S80A和AVR的圆感应同步器测角系统

为了实现对角度的高速高精度测量,以圆感应同步器作为角度传感器,以AD2S80A为轴角转换器,以AVR单片机为数字信号处理器设计了测角系统.在阐述系统工作原理的基础上,给出了系统的相关电路和软件设计.整个系统具有体积小,结构简单,精度高,跟踪速度快,抗干扰能力强,在恶劣环境工作可靠,操作方便、读数直观的优点.实验结果表明,该系统具有很高的动态和静态精度,完全满足了设计要求.     

多圈光电轴角编码器在直线位移测量中的应用

多圈光电轴角编码器是一种适用于大量程轴角位移精密测量的光电数字测角仪,其测量范围可超过整周(360°)的几百倍,甚至上千倍.利用多圈光电轴角编码器具有分辨力高、精度高、体积小、量程大以及数字量输出等优点,设计了由高精度齿轮同步带传动机构与16位多圈编码器组合而成的直线位移测量系统,并对系统的测长精度进行了检定.实验结果表明,修正后的系统测长误差低于0.065 mm,可满足中低精度的工业测量要求.     

光电轴角编码器的发展动态

光电轴角编码器,又称光电角位置传感器,是一种集光、机、电为一体的数字测角装置.由于它结构简单,分辨率高,精度高,因此已被广泛应用在精密角位置的测量、数控及数显系统中.本文主要介绍了光电轴角编码器在国内外的发展现状,并说明了其工作原理及发展历史.针对光电轴角编码器的某些关键技术,我们也对其未来的发展趋势进行了扼要阐述.     

自整角机鉴相式数字测角系统

本文详细叙述了一种采用鉴相式工作的自整角机数字测角系统。由于采用了鉴相式,使得测角系统在不采用A／D或V／F转换器的情况下很方便地实现高精度数字测角,降低了系统的复杂性和成本。在给出原理的同时,根据不同的测角精度要求,给出了不同的测角方案。本系统能够很方便地用于雷达和地面站原有度盘式和指针式角度指示系统的数字化。     

非接触式扫描反射镜转角测量系统

为了提高扫描反射镜转角检测系统的测角范围,建立了基于一字线激光器和线阵CCD的高精度非接触式扫描镜角度检测系统。介绍了检测系统的结构和工作原理,该系统根据激光光斑在CCD上的位置计算扫描反射镜的转角,并利用特殊设计的阵列反射镜增大测角范围。为了降低对加工及装调精度的要求,对系统进行了误差分析,给出了采用多项式拟合法进行角度测量的理论依据。讨论了影响系统检测精度的一系列误差源,计算了系统测量的总误差。最后进行了相关的测量实验。实验结果表明：系统的检测系统分辨率为2.5",测角范围为11°,测角精度可达3",可以满足扫描反射镜对角度测量系统提出的高精度、非接触、大测角范围的要求。     

基于相位拟合的绝对式光电精密测角方法

单码道绝对式轴角编码器具有分辨力高、结构简单、可靠性强等优点。为实现角度高精度快速识别和细分测量,提出一种基于相位拟合的绝对式编码器角度细分方法。该方法利用最长线性反馈移位寄存器序列(m序列)进行单码道绝对式编码,首先对CCD采样电平信号进行计数,判断码值组合后得到粗码译码数据;接着利用牛顿迭代法实现三角函数拟合从而获取相位信息,并提出基于相位信息的角度细分算法获得细分角度;最后结合粗码数据与细分角度得到角度信息。实验结果表明,提出的新型测角方法测角标准偏差达到4.57″,最小分度误差仅为0.23″,该方法大大提高了分辨力和精度,并且从原理上避免了码盘粗大误差对测角的影响。     

转台工作面角位置测量装置误差分析与补偿

针对特定转台轴端角位置检测误差不能反映实际产品工作面空间角位置的问题,介绍了一种以圆光栅和水平电容传感器作为测角元件的转台工作面空间角位置定位测量装置。以提高空间测角精度为目的,重点对装置各项误差因素进行归类分析。除光栅和传感器分别存在的分系统测角误差外,测量装置还存在转轴与测量基面不平行、传感器敏感轴与测量基面不平行等误差项。为修正测角系统误差,根据圆光栅旋转面、传感器敏感轴、转轴轴系、测量基面的空间几何关系建立数学模型,分析系统误差影响因素。最后利用分度误差在0.3″高精度转台对校准装置进行标定,并利用径向基函数(RBF)神经网络建立误差补偿模型,对系统测角精度进行修正,使系统最大误差值由13.75″下降至2.9″,满足了3″以内的测角精度需求。     

基于二维混合式位置编码的高精度测角

针对具有精密旋转轴系类的高端制造装备或精密测量仪器,其旋转角度采用传统圆光栅难以消除偏心误差对测量角度精度的影响,提出了一种基于二维混合式位置编码的旋转角度高精度测量方法。该测角系统由一个二维混合式位置编码盘、两个CCD相机和远心镜头组成,二维混合式位置编码盘被固定在精密旋转轴系上以获得其旋转角度。然后,建立了测角模型并从数学上证明了测角精度与安装偏心无关。利用多齿分度台对已提出测角系统精度进行检测,测量角度误差在±1″。最后,利用已提出测量方法对直驱转台的角度定位精度进行测量,角度定位误差在±5″内。与传统圆光栅测角相比,该方法不需要考虑安装偏心误差对测角精度的影响,具有稳定性好、使用简单等特点,可用于角度定位误差的检测。     

阿贝原则在角度测量上的拓展应用研究

为了减少角度测量误差、提高含精密轴系的精密仪器的测量精度和精密机械的定位精度,回顾了古典阿贝原则及拓展理论,并将其推广到角度测量领域,定义了测角阿贝误差的概念,测角阿贝误差由阿贝角和阿贝臂共同作用产生。以关节类坐标测量机中精密轴系为例,使用光电自准直仪和平面镜对阿贝角进行测量,进而得到测角阿贝误差,实验结果表明测角阿贝误差是测角误差的重要组成部分,占25.5%,修正测角阿贝误差后,测角精度提高了12.8%,在此基础上,当配合使用多面棱体修正测角误差时,测角精度提高了93.2%。     

大直径内孔自动测量机构倾斜度测量研究

为了实现对大直径内孔自动测量机构倾斜角度的连续、自动测量,建立了倾斜度测量系统.系统主要由半导体激光器、光学系统与位置敏感探测器(PSD)等元件组成,以激光光束和光学系统光轴分别表征被测机构的参考轴线与大直径内孔的轴线,同时PSD测量经过光学系统折射后激光光点的位置,由此测量两轴线构成的夹角,确定机构倾斜程度.论文分析了系统的测量误差,并进行了相关的实验,对测角误差进行校正,结果表明:系统的测角精度为±0.02°,分辨率为0.000 3°.系统稳定可靠,能够基本满足测量机构在大直径内孔中倾斜度测量的要求.     

高精度多极旋转变压器数字测角装置的研制及应用

将多极旋转变压器的高可靠性和单片机的快速数据处理能力相结合，实现了多极旋转变压器的轴角数字测量。该装置角速频率为２００Ｈｚ，测角精度高达０．２２°，并已成功地于电液位置伺服系统的模型参考自适应控制。     

高分辨力光电轴角编码器分辨力和精度的检测

采用微动螺杆、斜面、正弦杠杆等四级缩小原理、产生标准的微量角，测量高分辨力光电轴角编码器的分辨力和细分误差，并用直接比较法测定编码器的测角精度和进行数据处理。     

高精度多极旋转变压器数字测角装置的研制及应用

将多极旋转变压器的高可靠性和单片机的快速数据处理能力相结合，实现了多极旋转变压器的轴角数字测量。该装置角速频率为２００Ｈｚ，测角精度高达０．０２２°，并已被成功地应用于电液位置伺服系统的模型参考自适应控制。