發(fā)布時間：2021-07-28 08:22

　　光電編碼器是一種集光、機、電于一體的高分辨力角位移傳感器,它以光電轉換技術為核心,輸出與角位置信息相對應的角度代碼來實現(xiàn)角位移的測量,廣泛應用于航空航天、工業(yè)控制等領域。光電編碼器主要可分為增量式和絕對式兩種。絕對式編碼器的每一個角度位置對應唯一的數(shù)字碼,不存在調零誤差,具有體積小,精度高,穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。隨著科學技術的進步,對絕對式編碼器的精度要求越來越高,而目前大多數(shù)檢測裝置只能實現(xiàn)精度的單一檢測,效率低,操作復雜。因此,研究集動、靜態(tài)檢測于一體、高精度、高效率的自動檢測裝置具有重要意義和使用價值。在參考國內外相關文獻的基礎上,研究了國內外光電編碼器的發(fā)展現(xiàn)狀,相關的檢測方法和檢測裝置;分析了絕對式編碼器動、靜態(tài)誤差的來源和誤差數(shù)據(jù)的處理方法;建立了以永磁同步電機和FPGA數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為核心的自動檢測裝置;采用永磁同步電機與伺服放大器的組合代替了傳統(tǒng)的步進電機轉臺,設計了以STM32F4為核心的控制器硬件電路,通過光耦隔離、差分驅動器、放大電路等設計,結合HAL庫函數(shù)編程方法,實現(xiàn)了轉臺的速度和位置控制,可以滿足小型絕對式編碼器的動、靜態(tài)精度檢測要求。以Xilinx公司的Spart... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所)吉林省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

德國Heidenhain公司的27位編碼器Figure1.327bitencoderofGermanHeidenhaincompany

圖 1.4 美國 NASA 的二十七位絕對式編碼器碼道圖形Figure 1.4 27 bit absolute encoder code pattern of American NASA近年來，美國和日本等國家采用金屬或圖像式編碼的方式來縮小碼盤的面積，時也減小了編碼器的體積，這種小型編碼器廣泛應用于智能控制和機器人的領。隨著碼盤刻劃技術的飛速發(fā)展，各個研究單位相繼研制出采用變間距光柵的電軸角編碼器、微型編碼器及光纖編碼器。一般使用了新的工藝和加工技術，發(fā)光器件和接收器件陣列進行了改進，進一步提高了光電編碼器的性能。.3 國內光電編碼器發(fā)展現(xiàn)狀我國光電編碼器的發(fā)展較國外來說起步較晚，1960 年左右，由長春光機所先開展了光電編碼器的研制，現(xiàn)今已經有數(shù)十種型號的增量式和絕對式產品[15]。都光電所、哈爾濱工業(yè)大學、中國計量科學研究院等相關單位也相繼展開了光

測技術研究現(xiàn)狀精度的測角傳感器，光電編碼器的測量準起著監(jiān)督和保障的作用，而且也是工程成對其精度檢測也提出了更高的要求。國外測裝置的研究。在該領域走在前列的國家量研究所(National Metrology Institute of如圖 1.5 所示，該系統(tǒng)由兩組無刷直流細分電路和電機控制部分，支架及軸承等測工作，分辨率為 0.001″，不確定度為 積龐大，只能在實驗室條件下進行精度檢。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于STM32的伺服控制器接口技術研究[J]. 魏朋濤,何平,王志成,劉輝.  組合機床與自動化加工技術. 2016(05)
[2]光電編碼器故障診斷技術研究現(xiàn)狀與展望[J]. 董靜,萬秋華,趙長海,于海,梁立輝.  中國光學. 2015(05)
[3]光電軸角編碼器轉角精度檢測裝置研究[J]. 王爽,何景宜.  長春大學學報. 2014(12)
[4]基于徑向基函數(shù)神經網(wǎng)絡的高精度基準編碼器誤差補償[J]. 于海,梁立輝,王樹潔,盧新然,萬秋華.  紅外與激光工程. 2014(12)
[5]小型光電編碼器長周期誤差的修正[J]. 馮英翹,萬秋華,王樹潔.  光學精密工程. 2014(09)
[6]莫爾條紋光電信號正交性偏差的實時補償[J]. 高旭,萬秋華,趙長海,孫瑩,楊守旺.  光學精密工程. 2014(01)
[7]光電軸角編碼器誤差檢測技術的發(fā)展動態(tài)[J]. 于海,萬秋華,王樹潔,黃法軍.  光電子技術. 2013(03)
[8]小型光電編碼器自動檢測系統(tǒng)[J]. 孫樹紅,趙長海,萬秋華,李艷茹.  中國光學. 2013(04)
[9]一種光電編碼器轉角精度檢測方法的誤差分析[J]. 張桂林,姜濤,李敏.  中國激光. 2013(08)
[10]基于STM32的變頻器+編碼器精確定位控制系統(tǒng)設計[J]. 吳濤,李勇波,楊靖.  機床與液壓. 2013(14)

博士論文
[1]小型絕對式光電編碼器動態(tài)誤差檢測系統(tǒng)及方法研究[D]. 于海.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2014
[2]永磁同步電機調速系統(tǒng)滑模變結構控制若干關鍵問題研究[D]. 張曉光.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[3]永磁電動機控制系統(tǒng)若干問題的研究[D]. 劉軍.華東理工大學 2010

碩士論文
[1]光電編碼器的信號誤差補償和故障診斷研究[D]. 閆曉軍.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[2]基于DSP的光電編碼器自動檢測系統(tǒng)研究[D]. 楊巍.中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所） 2010
[3]基于USB接口的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究與設計[D]. 陳明明.武漢理工大學 2008
[4]數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的USB接口技術研究[D]. 寧波.大連理工大學 2004



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