絕對(duì)式光電編碼器精度補(bǔ)償方法

楊 寧

中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，吉林長(zhǎng)春 130033

絕對(duì)式光電編碼器精度補(bǔ)償方法

楊 寧

中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，吉林長(zhǎng)春 130033

介紹了編碼器測(cè)角精度的組成，提供了精度補(bǔ)償?shù)姆椒ā?/p>

編碼器精度；編碼器；補(bǔ)償方法

隨著航空航天技術(shù)的飛速發(fā)展以及伺服控制技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)編碼器的精度要求越來(lái)越高[1]。不僅要求編碼器能夠?qū)崟r(shí)輸出角度位置信息，同時(shí)還要求編碼器在角速度，角加速度作用下保精度輸出數(shù)據(jù)。因此對(duì)編碼器進(jìn)行精度補(bǔ)償。[2]

1 光電絕對(duì)式編碼器的精度分析

1.1 編碼器精度主要取決因素

1）碼盤(pán)刻線(xiàn)質(zhì)量。

2）掃描質(zhì)量。

3）信號(hào)處理電路質(zhì)量。

4）碼盤(pán)相對(duì)軸承的偏心量。

5）軸承徑向跳動(dòng)。

1.2 編碼器精度組成

編碼器精度反映的是一轉(zhuǎn)和單信號(hào)周期內(nèi)的位置誤差。一轉(zhuǎn)內(nèi)位置誤差對(duì)大角度運(yùn)動(dòng)非常明顯。 單信號(hào)周期內(nèi)位置誤差對(duì)小角度運(yùn)動(dòng)和重復(fù)測(cè)量很明顯。特別是轉(zhuǎn)速控制環(huán) 中，它將導(dǎo)致速度波動(dòng)。這些單信號(hào)周期內(nèi)誤差取決于正弦掃描信號(hào)和其細(xì)分電路質(zhì)量。影響單周期測(cè)量精度的因素有以下幾點(diǎn)。

1）信號(hào)周期的大小。

2）信號(hào)的正弦性。

3）信號(hào)的正交性。

4）信號(hào)的對(duì)稱(chēng)性。

5）后續(xù)處理模擬信號(hào)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能。

圖1 長(zhǎng)周期和單元周期誤差分布圖

2 精度補(bǔ)償

圖3 補(bǔ)償前單周期誤差曲線(xiàn)

圖4 補(bǔ)償后單周期誤差曲線(xiàn)

提高編碼器精度方法有以下兩種。

2.1 誤差預(yù)防

減少誤差源對(duì)編碼器精度的影響，在現(xiàn)存的表現(xiàn)誤差條件下，通過(guò)軟件對(duì)編碼器精碼信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化放大整形處理，保證精碼的對(duì)稱(chēng)性和幅值一致性，來(lái)提高編碼器的細(xì)分精度。

TP333.3

A

1674-6708（2015）148-0087-01