单道编码CCD细分直线编码器的研究

提出了一种单道编码 CCD细分直线编码器 ,论述了其位移连续码的编码理论及算法。阐述了该直线编码器 CCD细分原理 ,并讨论了其测量精度 (± 1 μm)及测量范围 ( 2 0 0 m)     

基于FPGA的增量式光电编码器计数电路设计

本文介绍了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的光电编码器数据采集系统,提出了测速算法-变M／T法,讲述了鉴相、四倍细分及测速的原理。并给出了硬件设计电路。     

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.     

增量式编码器的接口电路设计

本文分析了位置控制系统中增量式编码器的“误码”起因,讨论了增量式编码器接口电路的设计原则,同时给出了一个无“误码”的增量式编码器接口电路。     

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...     

莫尔条纹细分中相位误差的软件补偿方法

在实施莫尔条纹细分中,两路信号的相位误差将影响计量光栅的测量位移时的精度。本文从软件的角度详细论述了相位误差的补偿方法,并且通过理论分析与计算,说明利用该方法的补偿效果,进而证明该方法在实际应用中的可行性。     

高分辨率、增量式光电编码器

利用高精度光栅付、高精度机械传动机构和电子细分技术,研制了一种每转输出4000个计数脉冲,外型尺寸为(?)32×45(mm)的高分辨、增量式小型光电编码器。     

增量式光学编码器 IAS 信号误差建模及补偿

增量式光学编码器在制造与安装的过程中不可避免的会出现刻线误差和细分误差,这些误差会降低角度测量的精度并导致瞬时角速度(IAS)信号波动,研究刻线与细分误差的补偿途径有重要意义,但现有方法存在误差补偿效率低,不易现场应用等局限。针对上述问题,本文首先对增量式光学编码器的刻线误差与细分误差进行分析并建立误差模型,揭示了刻线误差、细分误差与IAS信号波动之间的联系。在此基础上提出了一种使用IAS信号对增量式光学编码器刻线与细分误差进行补偿的方法,该方法具有效率高、无需对编码器进行改装等优点。通过仿真分析对本文所建立的误差模型的正确性与误差估计方法的可行性进行了验证,并在RV传动实验台上对伺服电机末端的增量式光学编码器进行刻线与细分误差补偿,最后使用光学旋转平台对增量式光学编码器误差进行测量,通过对比分析验证了本文所提方法的有效性。     

提高增量式光电编码器计量精度的新方法

在消除增量式光电编码器抖动干扰原理的基础上,提出了提高计量精度的一种新方法,并给出了其原理电路。该计量方法的计量精度达到了极限。     

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。     

光电轴角编码器光电信号正交性偏差的相量校正方法

高精度光电轴角编码器中的细分是误差的主要来源,而细分误差中莫尔条纹光电信号的正交性偏差影响最大。采用相量校正方法对正交性偏差进行校正,实现电路简单,校正效果十分明显。以正弦信号为基准信号,而将余弦信号分解为0°和90°两个正交分量,0°分量就是产生正交性误差的原因,通过补偿掉该分量,即可基本消除正交性误差。为进一步减小细分误差,通过精密调节,使余弦信号的幅值与正弦信号严格相等,将正弦及其反相信号与余弦信号分别相量相加可得到严格正交的两个新相量,从而消除正交性误差。实验结果表明,经精密相位校正后,正交性偏差从1″降低到0.1″左右。     

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.     

堆料机行走编码器改造

介绍通过编码器的改造来解决堆料机行走打滑、断电丢数的问题,提高行走精度。     

一种利用相序测定原理的编码器计数方法

介绍了一种已获取发明专利的相序测定计数方法,以Atmel89S52单片机为基础,通过编码器的输出脉冲A和其反向脉冲A-产生中断,在中断服务程序中读取脉冲A、A-及与A脉冲相位差为90°的脉冲B的电平并与已在E2PROM中储存的状态字进行比较,由此来确定旋转方向并对脉冲进行加减计数。同时,该文也介绍了相应的硬件电路和软件程序。该方法在实际应用中的测试表明,当编码器频繁改变旋转方向时仍具有很高的测量准确度并能有效地抑制脉冲干扰信号。     

光电旋转编码器在角度测量中的应用

论述光电旋转编码器的分类和特点,阐述增量式编码器的基本原理、增量式编码器的输出信号波形、增量式编码器在角度测量系统中的结构框图及51单片机的接口电路。     

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。     

Angular velocity calibration system with a self-calibratable rotary encoder

Gyroscopes are essential components of electronic stability control systems (ESC), which are currently incorporated in automobiles to reduce car accidents. To meet the traceability requirements of gyroscopes in ESC testing system, a novel type of angular velocity calibration system was developed at the National Metrology Institute of Japan. The system is equipped with a self-calibratable rotary encoder (SelfA), operating on the same self-calibration principle as the national angle standard in Japan. To evaluate the performance of the system, the stability of the measured angular velocity was examined in both time domain and in terms of Allan variance. The noise effect from the slip ring was also measured. The calibration procedure was demonstrated by monitoring the response of a fiber-optic gyroscope from −180°/s to 180°/s at 30°/s intervals. The results confirmed that the system performance satisfies the requirements for angular velocity calibration of mid-performance MEMS gyroscopes.     

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。     

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.