光電編碼器是一種集光、機(jī)、電于一體的高分辨力角位移傳感器,它以光電轉(zhuǎn)換技術(shù)為核心,輸出與角位置信息相對(duì)應(yīng)的角度代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)角位移的測(cè)量,廣泛應(yīng)用于航空航天、工業(yè)控制等領(lǐng)域。光電編碼器主要可分為增量式和絕對(duì)式兩種。絕對(duì)式編碼器的每一個(gè)角度位置對(duì)應(yīng)唯一的數(shù)字碼,不存在調(diào)零誤差,具有體積小,精度高,穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,對(duì)絕對(duì)式編碼器的精度要求越來(lái)越高,而目前大多數(shù)檢測(cè)裝置只能實(shí)現(xiàn)精度的單一檢測(cè),效率低,操作復(fù)雜。因此,研究集動(dòng)、靜態(tài)檢測(cè)于一體、高精度、高效率的自動(dòng)檢測(cè)裝置具有重要意義和使用價(jià)值。在參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,研究了國(guó)內(nèi)外光電編碼器的發(fā)展現(xiàn)狀,相關(guān)的檢測(cè)方法和檢測(cè)裝置;分析了絕對(duì)式編碼器動(dòng)、靜態(tài)誤差的來(lái)源和誤差數(shù)據(jù)的處理方法;建立了以永磁同步電機(jī)和FPGA數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為核心的自動(dòng)檢測(cè)裝置;采用永磁同步電機(jī)與伺服放大器的組合代替了傳統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái),設(shè)計(jì)了以STM32F4為核心的控制器硬件電路,通過(guò)光耦隔離、差分驅(qū)動(dòng)器、放大電路等設(shè)計(jì),結(jié)合HAL庫(kù)函數(shù)編程方法,實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)臺(tái)的速度和位置控制,可以滿足小型絕對(duì)式編碼器的動(dòng)、靜態(tài)精度檢測(cè)要求。以Xilinx公司的Spart... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)吉林省

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

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

圖 1.4 美國(guó) NASA 的二十七位絕對(duì)式編碼器碼道圖形Figure 1.4 27 bit absolute encoder code pattern of American NASA近年來(lái)，美國(guó)和日本等國(guó)家采用金屬或圖像式編碼的方式來(lái)縮小碼盤的面積，時(shí)也減小了編碼器的體積，這種小型編碼器廣泛應(yīng)用于智能控制和機(jī)器人的領(lǐng)。隨著碼盤刻劃技術(shù)的飛速發(fā)展，各個(gè)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(shù)，發(fā)光器件和接收器件陣列進(jìn)行了改進(jìn)，進(jìn)一步提高了光電編碼器的性能。.3 國(guó)內(nèi)光電編碼器發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)光電編碼器的發(fā)展較國(guó)外來(lái)說(shuō)起步較晚，1960 年左右，由長(zhǎng)春光機(jī)所先開(kāi)展了光電編碼器的研制，現(xiàn)今已經(jīng)有數(shù)十種型號(hào)的增量式和絕對(duì)式產(chǎn)品[15]。都光電所、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院等相關(guān)單位也相繼展開(kāi)了光

測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀精度的測(cè)角傳感器，光電編碼器的測(cè)量準(zhǔn)起著監(jiān)督和保障的作用，而且也是工程成對(duì)其精度檢測(cè)也提出了更高的要求。國(guó)外測(cè)裝置的研究。在該領(lǐng)域走在前列的國(guó)家量研究所(National Metrology Institute of如圖 1.5 所示，該系統(tǒng)由兩組無(wú)刷直流細(xì)分電路和電機(jī)控制部分，支架及軸承等測(cè)工作，分辨率為 0.001″，不確定度為 積龐大，只能在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行精度檢。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]光電編碼器故障診斷技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望[J]. 董靜,萬(wàn)秋華,趙長(zhǎng)海,于海,梁立輝.  中國(guó)光學(xué). 2015(05)
[3]光電軸角編碼器轉(zhuǎn)角精度檢測(cè)裝置研究[J]. 王爽,何景宜.  長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(12)
[4]基于徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高精度基準(zhǔn)編碼器誤差補(bǔ)償[J]. 于海,梁立輝,王樹(shù)潔,盧新然,萬(wàn)秋華.  紅外與激光工程. 2014(12)
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[6]莫爾條紋光電信號(hào)正交性偏差的實(shí)時(shí)補(bǔ)償[J]. 高旭,萬(wàn)秋華,趙長(zhǎng)海,孫瑩,楊守旺.  光學(xué)精密工程. 2014(01)
[7]光電軸角編碼器誤差檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)[J]. 于海,萬(wàn)秋華,王樹(shù)潔,黃法軍.  光電子技術(shù). 2013(03)
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[9]一種光電編碼器轉(zhuǎn)角精度檢測(cè)方法的誤差分析[J]. 張桂林,姜濤,李敏.  中國(guó)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(shè)計(jì)[J]. 吳濤,李勇波,楊靖.  機(jī)床與液壓. 2013(14)

博士論文
[1]小型絕對(duì)式光電編碼器動(dòng)態(tài)誤差檢測(cè)系統(tǒng)及方法研究[D]. 于海.中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2014
[2]永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)滑模變結(jié)構(gòu)控制若干關(guān)鍵問(wèn)題研究[D]. 張曉光.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]永磁電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)若干問(wèn)題的研究[D]. 劉軍.華東理工大學(xué) 2010

碩士論文
[1]光電編碼器的信號(hào)誤差補(bǔ)償和故障診斷研究[D]. 閆曉軍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[2]基于DSP的光電編碼器自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)研究[D]. 楊巍.中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)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(shè)計(jì)[D]. 陳明明.武漢理工大學(xué) 2008
[4]數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的USB接口技術(shù)研究[D]. 寧波.大連理工大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3307569