单圈绝对式编码器的研制

单圈绝对式编码器是国际上新出现的光栅编码技术之一.它突破了传统的光栅编码原理,使用了一种新颖独特的黑白条纹编码方式进行角度测量;它的实现需要融合传感器技术、图像处理技术、计算机控制技术为一体.详细介绍了单圈绝对式编码器的基本原理和理论依据,具体给出了系统硬件设计方法.实验结果充分说明了系统设计及理论依据的正确性.     

基于FPGA的准绝对式编码器的角度测量系统设计

提出了一种新型的准绝对式光电编码器及其解码系统,它具有精度高、结构紧凑、输出结果可靠等优点。介绍了该码盘编码特点及原理,并实现了稳定的电子细分,最后结合索引信号INDEX得到的绝对位置和由ADC得到的细分位置,在FPGA内进行了综合处理,并实现了可靠的多重定位系统。实验结果表明,构建的整个系统工作稳定,输出结果可靠。     

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.     

解析编码器在风电控制系统中的应用

在现代工程中传感器是获取信息的工具,是实现自动检测和自动控制的首要环节,它是将各种非电量变换为电量的装置。编码器是众多传感器中的一种。编码器按运动部件的运动方式来分,可以分为旋转式和直线式两种。旋转式光电编码器容易做成全封闭型式,易于实现小型化,具有较强的环境适用能力,因而在实际工业生产中得到广泛的应用。根据检测原理,编码器又可分为光学式、磁式、感应式和电容式;根据其刻度方法及信号输出形式,可分为增量式、绝对式以及混合式三种。本文主要解析增量式和绝对式旋转式光电编码器,如何在风电控制系统中准确对变桨电机转子旋转速度和位置的测量,以及双馈发电机转子转速的精确测量,实现对桨叶角度控制和双馈发电机的伺服控制。     

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.     

基于DSP与FPGA的电容绝对式编码器的设计北大核心CSCD

为了解决绝对式编码器的编码盘复杂,增量式编码器不能获取绝对位置信息的问题,设计了一种具有2组码道的非接触角度测量的电容式旋转编码器。编码器包括2个定子和1个转子,由FPGA产生的4路相位差90°的高频方波信号作用在定子的发射极上,转子具有正弦轮廓,可将角度位置编码为基于正交调制的相位/频率调制信号,然后利用FPGA和DSP将调制信号数字化解码到角位置,最后通过RS485将数字角度位置传输到计算机上,实现了绝对角位移的在线检测。实验结果表明:设计的编码器工作可靠,测量稳定。     

绝对式编码器在开关磁阻电机上的应用

转子位置信息是开关磁阻电机驱动系统工作的基础。基于绝对式光电旋转编码器精度高。可靠性好。直接数字量输出等优点。本文将绝对式光电旋转编码器应用于开关磁阻电机的位置检测。并介绍了硬件和软件的实现方法。且详细介绍了电机转向判断的方法。     

双读数系统的天基绝对式光电编码器设计

为了有效地减小航天相机的体积、减轻其重量并满足冷备份要求,设计了双读数系统的天基绝对式光电编码器。首先,根据航天相机的要求,对绝对式光学码盘进行了小型化设计;然后,根据码盘的特点设计了双读数狭缝盘及读数系统;最后,对设计的双读数系统的天基绝对式光电编码器进行了精度检测。实验结果表明：双读数系统的天基绝对式光电编码器外形尺寸为f50 mm×32 mm、重量为150g、分辨力为20″、精度为σ≤30″。本编码器具有读数系统冷备份功能,且体积小、重量轻、抗干扰能力强、满足航天相机的要求。     

增量式光栅编码器与绝对式编码器性能比较和分析

大型天文望远镜对恒星跟踪时,其跟踪低速性能要求比较高,要达到此速度控制精度,需选取合适的编码器,恒星速度为0.004°/s,伺服系统速度回路采样频率800Hz时,编码器分辨率为26位才能达到测速要求。而国产绝对式轴角编码器的分辨率只能达到24位,不能满足系统测速要求,因此我们采用雷尼绍公司的26位增量式光栅编码器。由于对26位编码器直接测试存在技术难度,因此我们采用与绝对式编码器进行比对的方式对其性能进行说明。通过实验,我们断定其测速性能优于目前国产的绝对式编码器。     

双读数系统的航天级绝对式光电编码器设计

为了有效地减小航天相机的体积,减轻其重量并满足冷备份要求,设计了双读数系统的航天级绝对式光电编码器.根据航天相机的要求,对绝对式光学码盘进行了小型化设计;根据码盘的特点,研制了双读数狭缝盘及读数系统;最后,对设计的双读数系统的航天级绝对式光电编码器进行了精度检测.实验结果表明:双读数系统的航天级绝对式光电编码器外形尺寸为50 mm×32 mm、重量为150 g、分辨力为20″、精度σ≤30″.本编码器具有读数系统冷备份功能,且体积小、重量轻、抗干扰能力强,可满足航天相机的要求.     

一种新型大中心孔绝对式磁编码器

为测量机器人关节端角度和电机端位置,研制一种基于霍尔原理的新型绝对式磁编码器,采用大中心孔结构,具有大的中心孔、体积小、结构紧凑、分辨率高、绝对式位置测量等特点。传感器由转子和定子组成,转子的磁码盘包括主码道和游标码道,定子由霍尔敏感芯片和信号调理电路板组成;根据游标计算原理,得到了传感器绝对角度的计算方法。通过仿真软件分析了转子的磁场分布和模态;为进一步提高磁编码器的输出精度,提出一种基于遗传优化算法的误差补偿模型,搭建了传感器的标定平台,实验结果表明传感器绝对定位精度可以达到0.2°,经过模型补偿后可以达到0.036°,满足机器人关节及伺服系统设计要求。     

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。     

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。     

基于FPGA的准绝对式编码器信号的采集与解码

提出了一种新型的准绝对式光电编码器及其解码系统,具有精度高、结构紧凑、输出结果可靠等优点。介绍了该码盘编码特点及数学原理,实现了伪随机电流信号的采集、转换和传输,并在现场可编程门阵列（field-programmablegatearray,FPGA）中分别设计了采用12位和24位移位寄存器的解码器系统。实验结果表明,构建的整个系统工作稳定,输出结果可靠。     

基于卡诺图的均布式绝对位置编码

提出了一种基于卡诺图的均布式绝对位置编码，介绍了该绝对编码的生成方法及在绝对位置角度传感器中的应用。基于卡诺图的均布式绝对位置编码是一种单码道绝对位置编码，克服了传统位置编码随精度提高而码道增多、工艺上不易实现的缺点，可缩减码盘的直径，为绝对位置角度传感器的高精度、小型化开辟了一条新的途径。     

The development of a multi-turn absolute encoder—a new concept in accordance with a design insensitive to accuracy

A new design concept of a multi-turn absolute rotary encoder which is insensitive to the accuracy of encoder components is proposed. This new design does not demand high accuracy of the encoder structure other than the fundamental pattern to produce the least significant digit. The allowable error in the encoder structure is compensated by electronic light circuits. This absolute encoder has been applied to the measurement of height position in a cylindrical form-measuring system. The new encoders can be connected in series by reduction gears whose accuracy is fairly rough, so that a multi-turn device in realized. The allowable tolerances in the encoder structure are presented.     

八矩阵超小型绝对式光电编码器

为了实现高精度、高可靠性、绝对式光电编码器的小型化,研究了编码器的编码方式和读数头的结构。介绍了编码器码盘所采用的八象限矩阵编码(即八矩阵码)原理,对比传统四象限矩阵码,八矩阵编码的优点在于它仅需两圈就可以实现10位自然二进制编码:码盘第一圈四路信号实现格雷编码的高三位,第二圈八路信号实现格雷编码的低七位;再经格雷编码与自然二进制的译码关系,得到10位自然二进制码。运用错位移相的方法设计了狭缝的精码窗口,获得了圆光栅莫尔条纹;同时,采用单头读数,减少了发光元器件(光源)的数量。最后,介绍了信号提取方法。实验结果表明,设计的八矩阵编码器实现了超小体积为Φ25mm×16mm,重量28g,分辨率经过电子细分达到了16位,精度(1σ)优于30″。极高的可靠性可保证该编码器在极其苛刻条件下长期正常工作,适于在航空航天和军事领域应用。     

Compact diffractive interferometric displacement sensor in reflection

A displacement measurement technology of diffractive interferometry has been developed in the objective of miniaturization. The interference principle has been implemented in the form of a miniature read head prototype according to a novel device configuration after a discussion on the fabrication and mouting tolerances has been made conducting to a high resolution micro-optical encoder. A read-out grating acting simultaneously as a subwavelength and a two order grating enables the miniaturization of a diffractive interferometric optical displacement sensor of the reflection type.