绝对式光电编码器的编码理论研究进展

介绍了用于角度测量的绝对式光电旋转编码器的编码理论研究概况,具体包括反射式格雷码、矩阵码、m序列码和单码道格雷码的绝对位置编码方法和编码特征。绝对位置编码的发展过程是以唯一性和单变性为基础特性,以单码道性为最终目标进行编码矩阵列数的缩减。目前,编码类型的发展经历了n条码道的反射式格雷码、n/3条码道矩阵码、2条码道的m序列码以及1条码道的单码道格雷码,已经达到单码道的最终目标。由于单码道格雷码编码理论尚不完善,仍依赖搜索获得编码,因此其快速构造方法是未来绝对位置编码理论的发展方向。最后,对近几年发展起来的基于图像传感器的非编码测量方法进行了介绍和展望,该方法是对传统测量方法的颠覆,有望成为光电式旋转编码器的另一个发展方向。     

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。     

基于索引式绝对位置编码线阵CCD的下刻机定位系统

在对牵引电动结构特点和现有定位系统进行分析的基础上,提出一种工作过程中电枢不动,传感器围绕换向器表面进行间歇式扫描,利用高精度新型索引式绝对位置编码系统和完成换向器信号采集的线阵CCD实现云母槽精确定位的新型方案.     

基于电涡流的多周期双极直线位移传感器

传统的基于电涡流的多周期位移传感器由于输出信号的周期重复性,难以解决断电重启后的绝对位置识别问题。 提出 一种基于电涡流的新型双极直线位移传感器。 经过理论与仿真分析,验证了随着滑片的滑动,接收线圈中感应电压的幅值呈现 正余弦变化。 设计了双极敏感结构,通过上极多周期接收线圈保证位移的精确测量。 下极布置单周期接收线圈对上级所处周 期进行识别。 通过感应信号偏移及幅值归一化处理算法提高精度,在实验室搭建传感器样机,以高精度电控平移台进行测试。 经测试,新型多周期双极电涡流直线位移传感器可以实现绝对位置测量,在 0~ 60 mm 量程内测量误差为 30 μm,最大非线性为 0. 08% 。 突破了传统多周期涡流式位移传感器绝对位置无法识别的局限。     

高精度绝对式光栅尺研究进展及技术难点

在现代机加行业中,大多采用光栅传感器来进行位置反馈装置。由于光栅尺能够对系统实行全闭环控制,降低滚珠丝杠热变形等原因引起的误差,提高加工精度,所以目前中高档数控系统越来越多地采用光栅尺作为线位移反馈元件。光栅尺分为增量式和绝对式:增量式光栅尺的测量原理是将光通过两个相对运动的光栅调制成摩尔条纹,通过对摩尔条纹进行计数、细分后得到位移变化量,并通过在标尺光栅上设定一个或是多个参考点来确定绝对位置;绝对式光栅尺的测量原理是在标尺光栅上刻划一条带有绝对位置编码的码道,读数头通过读取当前位置的编码可以得到绝对位置。     

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。     

机器人绝对位置数据的获取与处理

通过对多轴运动控制卡PMAC的附件和C1124多串口卡进行比较，提出了用C1134来获得机器人绝对位置数据的方法。应用自行开发的软件成功的获得了由混合式光电编码串行输出的机器人绝对位置数据。实验表明，该方法稳定、可靠，并且具有较强的抗干扰能力，为机器人系统高效工作提供了基础。     

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.     

绝对位移传感器在轧钢位置控制中的应用

本文介绍了鞍山市轧钢厂万能轧机自动位置控制系统中所用的一种新型绝对位移传感器（ＡＤＴ）及配套仪表。     

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.     

绝对式多极磁电轴角编码器的设计

为了实现多对极磁电式轴角编码器的高分辨率绝对式检测并降低其成本,基于改进格雷码构建了一种新型多极磁电轴角编码器模型,提出一种基于校准查表的信号处理方式,以消除磁场非线性和装配误差对测量精度的影响。设计了两个由永磁体磁环构成的码道:粗码道,根据改进格雷码生成N和S极充磁顺序,采用圆周均匀分布的线性霍尔元件得到转子所处磁极区域的绝对偏移量;细分码道,N和S极等距间隔排列,定子上3个线性霍尔元件将磁信号转换为电信号,查表得到转子于所处信号周期内的相对偏移量。在离线状态下,用高分辨率的增量式光电轴角编码器进行校准,对其A/B相脉冲输出和磁电式轴角编码器的霍尔信号同时采样并上传到计算机进行高精度信号重构,得到标准角位移和霍尔信号映射关系,通过单片机的自编程技术将数据存储于主控芯片中固定地址以供查表;角位移检测状态下,根据霍尔信号查表得到绝对角位移。根据上述原理研制出12极磁电式轴角编码器样机,实现了分辨率为±0.72′,精度达±1.2′以下的单圈绝对位置检测。该编码器通过增加磁极数还可进一步提高测量精度。     

基于行星齿轮传动和绝对编码器的阀门电动装置设计

介绍了基于行星齿轮传动的阀门电动装置的工作原理,论述了磁旋转绝对编码器采集阀门电动装置行程信号的功能实现,提出了主传动齿轮的参数计算方法及电气控制系统的设计方案。最后阐述了行星齿轮传动和绝对编码器应用于阀门电动装置领域的技术优势。     

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.     

基于51单片机的光电编码器接口装置设计

光电编码器以其分辨率高、测量精度高、形式多样等优点,被广泛运用于现代工业、航天航空领域。在工程中对光电编码器信号的采集一般使用专用PCI卡,这无形中增加了工程的成本,本文介绍了一种基于AT89S52单片机的绝对式光电编码器的接口装置及软件设计,该装置使用LCM12684作为显示模块,实现了对绝对式光电编码器的数据采集、处理及输出。     

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.     

卡诺圈分布原理的研究与应用

逻辑函数经卡诺图化简而得到的最简与或式里的每个乘积项对应一个卡诺圈，由此提出的研究原理亦可依据各乘积项的因子特性判断出卡诺圈彼此的分布情况；相隔、相交或相切。给出了克服险象时卡诺圈分布原理的应用实例。卡诺圈分布原理给多变量的卡诺图理论分析及应用提出了新的研究和发展可能。     

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.