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.     

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.     

脉冲编码器、测速发电机性能自动测试分析系统

脉冲编码器、测速发电机是传动系统中常用的速度传感器,其性能分坏直接影响控制系统的品质指标。本文设计实现了一种基于微机脉冲编码器,测速发电机性能自动测试系统,对该系统的硬件构成和软件分析功能进行了详细讨论。     

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。     

基于信号运算和插值原理的磁轴角编码器

磁轴角编码器结构简单,易实现微型化,适应恶劣环境能力强。但其分辨率和精度较低,影响其发展和应用。文中针对单对磁极编码器进行改进设计,采用新型的磁体结构设计无接触式传感器,使用TMS320vc5509a进行信号处理,运用数字滤波技术,提高信号质量。使用插值原理提高分辨率和精度,以8bit分辨率实现了1024p／r绝对式角度输出。     

正交基函数多项式实时拟合 在轴角编码器测速中的应用

提出了一种基于正交基函数的多项式实时拟合方法,并应用于轴角编码器测速,解决了常规算法中拟合多项式阶数大于3阶时法方程组容易出现病态,进而使测速精度降低的问题。光电跟踪测量设备地面目标跟踪实验表明,该算法通过对拟合处理后的角度值进行微分运算得到角速率,能有效地降低编码器角度输出中随机误差对测速的影响。在典型实验条件下,与采用同阶拟合多项式的常规方法进行了比对,前者的测速误差标准偏差为0.013 43°/s,后者为0.028 15°/s,采用本算法提高了编码器的测速精度,适合在工程上应用。     

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.     

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。     

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。     

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。     

A high performance one-dimensional homodyne encoder and the proof of principle of a novel two-dimensional homodyne encoder

Displacement laser interferometers and interferometric encoders currently are the dominating solutions to the displacement measurement applications which require measurement uncertainties in the order of a few nanometers over hundreds of millimeters of measurement range. But, in comparison with interferometric encoders, to achieve nanometer order or even lower measurement uncertainties, displacement laser interferometers require much stricter environmental control if not vacuum, which will increase their Total Cost of Ownership (TCO). Therefore interferometric encoders are getting more and more preferable. Furthermore, for some applications, the measurement of the out-of-plane displacement is required as well. Therefore, in this work, a one-dimensional interferometric encoder was built and investigated, a novel two-dimensional (one is in-plane, the other one is out-of-plane) interferometric encoder was devised and its principle was proven experimentally. For the one-dimensional encoder, a periodic nonlinearity of ±50 pm with HEIDENHAIN EIB 741 and a periodic nonlinearity of less than ±10 pm with a home built phase meter and off-line Heydemann correction were identified through a comparison measurement with a differential heterodyne interferometer. In addition, this one-dimensional encoder was identified to have a better measurement stability compared to the differential heterodyne interferometer.     

光电轴角编码器发展现状分析及展望

系统地介绍了光电轴角编码器的概况、原理和性能以及相应开发工作的新动向。重点对德国的Heidenhain公司、日本和中国的主要生产厂家的产品进行了统计和分析,并就一些新技术、新趋势及母板制造方面进行了展望和评述。     

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.     

A differential interferometric heterodyne encoder with 30 picometer periodic nonlinearity and sub-nanometer stability

A differential interferometric heterodyne encoder with spatially separated input beams was developed to minimize periodic nonlinearities resulting from polarization mixing. The laser beams with different frequencies were delivered by two polarization-maintaining fibers to the encoder head. Under laboratory conditions this encoder demonstrated a system stability of 38 pm (standard deviation) and 100 pm over 30 s and 1 h respectively. In a comparison measurement with a differential heterodyne interferometer, this encoder showed periodic nonlinearities of less than 30pm without any additional correction.     

Linear encoder based low frequency inertial sensor

In this article, we present a novel concept of inertial sensor, based on a linear encoder. Compared to other interferometric sensors, the encoder is much more easy to mount, and the calibration more stable. A prototype has been built and validated experimentally by comparison with a commercial seismometer. It has a resolution of about 10?pm/√Hz. In order to further improve the resolution, two concepts of mechanical amplifiers have been studied and compared. One of them is shown to be extremely promising, provided that the amplifier does not stiffen the sensor.     

基于C-51的BANK编译器应用

主要简述了C-51的BANK模式的工作原理,详细阐述使用C-51的BANK模式的步骤,即对硬件设计的考虑及在BANK模式下要注意的几个方面,以及通过改变编译、链接开关、函数库的具体方法,并略举采用代码和数据混合的BANK技术的实例,说明了其实际操作及实用价值。     

增量式编码器的相位编码细分研究

在球坐标激光跟踪测量系统中采用球坐标法可将空间运动物体的三维坐标求出。增量式编码器的精度对于整个测量系统的精度而言，占主导作用。本论文对输出信号为正弦信号的增量式编码器提出一种细分方法一相位编码细分方法，从原理上进行了深入的分析，并设计了硬件电路。与其他方法相比，该方法具有细分数高且任意可调的特点。