小型光电编码器细分误差校正方法

为提高小型光电编码器精度,设计了精码莫尔条纹信号细分误差校正方法.首先建立存在直流分量、幅值误差、波形畸变的精码光电信号的波形方程,然后利用牛顿迭代法将两路精码细分信号校正至标准的正弦和余弦信号,最后建立两路信号间的正交性误差模型,通过最小二乘法求解出正交性误差校正参数.运用本文的细分误差校正法对某16位小型绝对式光电编码器进行误差校正处理,经测试,细分误差峰峰值由校正前的160″减小到校正后的48″.实验结果表明:研究的误差校正方法可以有效地减小细分误差、提高编码器精度,对于研制小型化、高精度光电编码器具有重要意义.     

小型绝对式金属光电编码盘

为了提高光电编码器的抗强冲击振动性能,设计了一种新型的小型绝对式金属光电编码盘.首先介绍了小型金属光电编码器的工作原理;然后采用单圈循环格雷码的编码方式,在1圈码道上实现0°～360°的全量程绝对编码,设计出绝对式金属码盘;最后依据金属码盘码道的排列方式及精码、粗码信息的采集要求设计出金属狭缝盘.码盘及狭缝盘基底材料采用不锈钢,通过采用电子学细分技术、精粗校正可使编码器分辨力达到5.27″.小型绝对式金属光电编码器具有成本低、抗冲击性强、分辨力高等特点,在强冲击、强振动工作环境及对体积质量有严苛要求的场合具有很高的应用价值.     

多极旋变轴角编码器数码纠正组合分析

本文介绍了高精度多极双通道旋转变压器—RDC式轴角编码器的组成,对该类轴角编码器解算电路中的数码精粗纠正组合作了详细的分析。     

高分辨力面阵图像式光电编码器的测角技术

为实现面阵图像式光电编码器的小型化及高分辨力,研究了面阵图像式光电编码器的码盘编码和基于图像处理技术的精码细分算法.首先根据光电编码器的性能指标要求设计相应的码盘尺寸;然后通过图像传感器采集随轴系转动的码盘图样;微处理器接收图像数据,通过图形识别算法得到粗码角度,并采用改进的基准线质心算法,计算亚像素级的精码角度信息.最后由粗码和精码组成光电编码器测角数据.实验结果表明,设计码盘直径为φ45 mm的面阵图像式光电编码器,在不配备光学镜头的前提下,采用研究的精码细分技术,可实现4 096份细分,测角分辨力达到5″,角度误差峰峰值为61″.该面阵图像式光电编码器和精码细分技术可以提高编码器的分辨力,缩小编码器体积,减轻重量.适用于航空航天领域对小型化光电编码器的需求.     

单码道绝对式角度编码器的编码及解码原理

研究了绝对式角度编码器的编码原理及解码方法.在分析国外已有编码原理的基础上,提出了一种新的编码和解码方法来确定编码器参考线的位置.使用码区编号的概念后,使得编码器的原理变得非常简单CCD传感器获取至少一个码区的编码后,依据该码区内相邻条码标识符间的关系获得码区编号,即可以得到每个条码的粗测值;由CCD传感器每个像素代表的角度值及码区内每个条码至参考线的像素可以获得该条码的精测值,将粗测值和精测值组合成参考线的最后测量结果.这里还研究了条码总数N,码区内条码个数m和条码种类k间的关系,并以单码道绝对式角度编码器为例对编码器的理论精度进行了估计.     

一种正余弦编码器高精度信号处理系统的设计与仿真

随着数控系统等闭环控制精度要求的不断提高,对电动机位置转速等实时反馈信息的精度要求也越来越高。文中研究了增量式旋转编码器的高精度信号处理及接口电路设计,通过设计硬件电路对编码器信号进行差分放大和整形滤波等处理,然后对信号进行粗码计数,并通过基于CORDIC算法的电子学细分方法获得精插补位置信息。最后,将粗码和精码信息整合,得到高精度的电动机位置和速度信息。实验显示,该方法处理结果可以达到29位分辨率,精度可以达到几秒。     

莫尔条纹正交偏差的智能补偿方法

提出了一种新的编码器莫尔条纹正交偏差的补偿方法及实现方式。通过比较分析,采用相关函数分析法测量各精码周期莫尔条纹的正交偏差,并基于系统自身的粗码信息,构造一种智能采样算法,保证莫尔条纹采样均匀性;在工作中对所有精码周期的莫尔条纹实行数字式实时补偿,并可以通过模式间的切换自适应地更新正交偏差补偿参数,持续地保证补偿的精确性,降低编码器在各种恶劣环境下的误码率。实验结果表明,正交偏差10度以内时,补偿后的信号正交性提高了93%以上,保证了编码器测量精度。     

莫尔条纹信号的数字锁相倍频系统

为实现对莫尔条纹信号的高倍动态细分,提出了莫尔条纹信号数字锁相倍频的细分方法,并设计了基于CPLD芯片的数字锁相倍频系统.该系统将莫尔条纹原始信号处理成方波信号,采用全数字倍频系统对其进行锁相倍频.首先利用鉴频/鉴相器对编码器信号进行鉴别,得到倍频控制字和相位差;然后将倍频控制字送入数控振荡器,实现对原始信号的高倍倍频,同时保证了新生倍频信号与原始信号的相位同步;最后将数控振荡器输出的倍频信号经过N分频,反馈回鉴频/鉴相器,并利用相位差进行相位调整.经过实验证明,系统成功实现了对编码器信号的32768倍的细分.倍频电路全部在CPLD芯片中编程实现,其动态特性好,提高了对编码器信号的跟随速度,避免了机械上对精码码道的刻画、电子学上对精粗码校正及A/D转换中量化等的误差;并且克服了传统模拟倍频方法的响应时间较长、易受温度和电网电压波动影响、存在直流零点漂移及部件饱和等缺欠.     

航天级光电编码器的信号处理系统设计

为了实现航天级光电编码器的小型化,减小航天设备的体积、重量并满足其冷备份要求,设计了具有双读数系统的航天级光电编码器信号处理系统。首先,介绍了双读数系统航天级光电编码器的精码和粗码信号处理方法以及信号处理系统的小型化和可靠性设计;然后,从光电编码器误差产生的原因及空间分布特征出发,对双读数系统航天级光电编码器进行了精度分析;最后,采用比较法,以23位高精度光电编码器作为角度基准,对该光电编码器进行了精度检测。实验结果表明:应用该信号处理系统的双读数系统光电编码器的分辨力为20″,精度σ≤30″。该系统已在工程项目中得到应用,实践表明系统的设计满足航天设备的技术要求。     

基于RFID的港口机械行走编码器自动校正方法

针对神华黄骅港务有限责任公司四期堆场单机行走轨道过长,单机行走编码器在长时间、长距离行走过程中产生误差无法自动校正的现象,根据堆场单机行走轨道的实际情况和单机的结构特点,给出了一种基于射频识别技术的行走编码器自动校正方法,实现了单机行走编码器的自动校正功能。     

基于P87LPC764单片机的滚动编码门禁系统设计

介绍了P87LPC764单片机性能特点及以该单片机为核心的智能化门禁系统的设计与实现。描述了系统主控单元的选择及系统的整体设计,分析了系统所采用滚动编码的加密原理并对滚动编码与固定编码的安全性作了比较。该门禁系统已投入生产,运行可靠,取得了很好的实效。     

绝对码编码器中一种新型的编码方法

提出了码盘式传感器码盘的一种全新的码制——单道码绝对码编码法，即绝对码简码。它是一种单道码编码法，图形简单，制作方便，容易提高精度，将对绝对码编码器的小型化，集成化和绝对式磁编码器的研制提供一种新的思路。     

一线总线型温度传感器在多点测温中的编码优化

运用数字型传感器DS18X20按一线总线方式进行多点测温的关键技术是传感器的地址编码问题。使用少数几位十进制编码取代48位二进制序列号作地址编码容易在工程中实施。根据地址码与序列号的关系介绍了3种处理方式：手工编制关系表、逐次比较式建立关系表和内嵌式智能建表，并对3种处理方式的可行性和实用性进行了比较。根据器件结构特征重点分析了效率最高的了第3种方法，并阐述了编码器的设计和使用方法。     

伪随机码在绝对式光电轴角编码器中的应用

介绍了中国光电轴角编码器制造业中新出现的一种绝对式编码器,伪随机码绝对式光电轴角编码器.阐述了伪随机码绝对式光电轴角编码器的编码方法、技术要点及特点.伪随机码绝对式编码器采用M序列伪随机码作为编码方法,采用双狭缝技术进行分时位置读取,并采用ROM元件进行译码输出.伪随机码可以在一条码道上存储多位信息,多位码盘只需要一条码道,极大限度缩小了码盘直径,为国内生产小型化的多位绝对式编码器开辟了新途径.     

光电轴角编码器细分信号误差及精度分析

高分辨力光电编码器通常利用码盘精码两路正交的正、余弦信号,通过细分达到高分辨力.为使细分技术更加完善,本文对细分误差进行了专题研究.分别对信号直流分量误差、幅值误差、相位误差、谐波分量误差、噪声误差和量化误差等进行了数理分析,通过对细分误差的特性分析,得出了误差规律及其计算公式,形成了比较完整的光电编码器细分误差及精度分析的数理结果.结果表明,一般情况下细分精度在1.5％左右.文章指出,利用码盘精码通过细分提高分辨力,应在码盘选择、轴系设计、信号提取、电路设计、工艺调试等各个环节充分考虑细分误差的影响.研究结果可用于在产品设计时,合理进行误差分析与分配,预估产品的精度,为减小设计误差提供参考.     

相移超结构光纤布拉格光栅OCDMA编/解码器及其相关特性研究

基于相移超结构光纤布拉格光栅(SSFBG)光码分多址(OCDMA)编/解码器由于具有产生超长光学码的能力成为了目前的研究热点,相关特性是衡量OCDMA编/解码器性能的主要特性。（目的）为了研究此类器件的实用特性,本文研究了基于SSFBG的OCDMA编/解码器的结构及实现双极性编/解码的原理,（方法）利用矩阵分析法仿真研究了器件的相关特性,推导了因光栅周期不同而导致的编/解码器之间布拉格波长偏差对器件相关特性的影响。（结果）结果表明随着码字长度的增加,器件的自相关和互相关的对比度增加;但是当保持码片间隔不变而增加码字长度时,编/解码器的相关特性对布拉格波长偏差更加敏感,对于长度为31的Gold序列,当码片间隔为6 ps时,为了得到编/解码器之间良好的相关特性,布拉格波长偏差应小于0.02 nm;（结论）同一码字可以在不同的布拉格波长下重复使用,此特性有望用于波分复用（WDM）型OCDMA系统中。     

一种新型光学编码器

光学编码器是长度和角度测量最常用的传感器,两种传统光学编码器:绝对式和增量式光学编码器的光学图案、位置编码原理和信号处理电路各具特色,随着科学技术的发展,一种新型光学编码器方案:准绝对式编码器,继承了二者的优点,根据其串行位置编码原理,借助计算机辅助设计,获得了全周100个位置的编码方案,设计了相应的准绝对式编码器;通过与两种传统编码器特点的比较,突出了准绝对式光学编码器的显著特点,指明了其未来良好的应用和发展前景.     

小型绝对式矩阵编码器

绝对式编码器具有固定起始点、读数可靠等优点。但传统的绝对式编码器码道圈数多,结构尺寸大,给某些方面的应用带来不便,希望结构尺寸小。本文介绍一种小型绝对式编码器的设计方法,其中包括:绝对式矩阵编码盘的设计;工作原理;矩阵译码方法。传统的14位绝对式编码器最小径向尺寸为φ130mm,而采用矩阵式编码盘,同样位数的编码器径向尺寸可缩小到φ65mm。     

高速BIN码到BCD码转换电路的设计

二进制(BIN)码到二—十进制(BCD)码的转换在信息科技,工业控制领域具有非常广泛的应用,但大部分由软件实现。论文对一种基于移位算法的转换电路进行了优化,并在原电路基础上提出了一种新的电路设计方法。     

应用于光栅测量的新型多段式距离码研究

介绍了应用于精密位置测量的光栅尺位移传感器的编码方法,根据对光栅尺传统距离码编码原理的研究,提出了一种新型距离码的编码方法——新型多段式距离码。这种编码方法使任意连续的3个参考标记之间的两段间隔距离是唯一的,可通过判断相邻的两段间隔距离来确定绝对位置。将这种编码方法与传统距离码作比较,并利用软件MATLAB建立数学模型,研究结果表明新型多段式距离码在精密位置测量上具有明显优势。