绝对式光学编码器串行编码方法的研究

针对传统绝对式光学编码器各编码码道沿径向分布、结构复杂的缺点,提出了一种绝对式光学编码器的串行编码方法。在码盘上仅刻划一圈存储多位二值信息的编码码道,沿码盘圆周方向按一定位置布置的光敏元件并行读取的二进制数具有唯一性,对此二进制数查表译码,就可以实现绝对位置测量。与传统绝对式光学编码器相比,码盘直径小、光学图案简单,有利于绝对式编码器实现小型化和提高精度。     

基于线阵图像传感器的高分辨力单圈绝对式编码方法

为了提高测角分辨力,缩小码盘尺寸,并克服传统图像式编码器译码速度慢等缺点,提出了一种单圈绝对式高分辨力编码技术。通过分析码盘刻线与分辨力之间的关系,提出了绝对式单圈移位码编码方法;采用准直光源照射和线阵图像探测器识别的方法实现单圈码盘的译码方式;根据所提出的方法,设计了高分辨力码盘及译码电路。实验采用直径38mm、刻划有10位编码的单圈码道,成功实现了10位编码的译码。该编码方式较传统采用面阵图像探测器的编码方法具有更快的响应频率。     

采用单读码器件的串行编码绝对式光学编码器

传统绝对式光学编码器具有多个读码器件和多条沿码盘径向分布的编码码道,结构比较复杂,限制了绝对式编码器的应用范围和进一步的发展。提出了一种采用单读码器件的串行编码绝对式光学编码器,介绍了其工作原理和基本结构。该编码器采用单个读码器件逐个的按顺序读取位置编码,在不同阅读位置上读到的二值化信息在移位存储器中所构成的编码值具有唯一性,极大限度地简化了绝对式光学编码器的结构,为其小型化开辟了一条新的途径。     

基于线阵探测器的单圈绝对轴角编码器

为了解决轴角编码器尺寸与角度分辨率之间的矛盾,同时提高编码器的响应频率,提出了一种基于线阵探测器的单圈绝对式光电轴角编码器.该编码器使用了一种新型单圈绝对式编码盘,整个码盘只有一个码道,粗码被直接刻在这个单圈的码道上,码盘图像经光学放大后被线阵探测器接收.利用FPGA控制电路将数据传送至计算机,并对数据进行译码处理,分别利用图像处理技术读取粗码和利用像素细分技术获得细码,两者相结合得到角度信息.通过该技术设计一个码盘直径为40 mm的绝对式轴角编码器,其分辨率为15位.     

基于线阵探测器的单圈绝对轴角编码器

为了解决轴角编码器尺寸与角度分辨率之间的矛盾,同时提高编码器的响应频率,提出了一种基于线阵探测器的单圈绝对式光电轴角编码器.该编码器使用了一种新型单圈绝对式编码盘,整个码盘只有一个码道,粗码被直接刻在这个单圈的码道上,码盘图像经光学放大后被线阵探测器接收.利用FPGA控制电路将数据传送至计算机,并对数据进行译码处理,分...     

单圈绝对式光电轴角编码器的研究

在对传统绝对式光电轴角编码器编码方法原理研究的基础上,设计了一种单圈绝对式光电轴角编码器.详细地介绍了该编码器的位置定位算法,具体给出了信号拾取装置和信号采集系统的硬件设计方法,并分析了影响编码器准确度的主要因素.检测结果表明该编码器的原理和设计是正确的,为实现光电轴角编码器的小型化、智能化提供了理论依据和试验基础.     

准绝对式光学编码器的编译码原理

介绍了准绝对式光学编码器的测量原理,根据其码盘特点,设计了实用的编码算法.利用计算机编程辅助实现了最高17位的索引码道编码设计,并提出一种译码的方法,可以实现从循环二进制码到自然二进制码的快速转换,为其进一步工程实现提供理论基础.     

准绝对式光学编码器

准绝对式编码器继承了绝对式和增量式光学编码器的优点,根据串行位置编码的基本原理,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.     

高精度绝对式光电轴角编码器

本文介绍高精度绝对式19-bit、21-bit光电轴角编码器的工作原理、具体结构、精度和可靠性等.采用移相电阻链细分和分段多次校正的方法对提高绝对式编码器的分辨率、精度和可靠性是有效的手段之一.检测结果:19-bit编码器的分辨率准确度σ=±0.6″ ,测角准确变σ=±1.2″;21-bit编码器的分辨率准确度σ=±0.2″,测角准确度,σ=±0.62″.其中,19-bit绝对式编码器早已用于光测设备中.     

图像式光电编码器的测角技术及其硬件实现

为提高光电编码器的分辨力,并缩小体积,提出一种基于图像处理技术的面阵图像式光电编码器。根据光电编码器的性能指标要求设计了光学码盘;然后,通过互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器采集旋转码盘的图案,由复杂可编程逻辑控件(CPLD),数字信号处理器(DSP)组成的处理电路接收图像数据,通过图形识别算法得到粗码角度,并采用改进的基准线质心算法,计算亚像素级的精码角度信息。最后由粗码和精码组成光电编码器测角数据。实验结果表明,设计码盘直径为45mm的图像式光电编码器,在不配备光学镜头的前提下,采用精码细分技术,可实现4096份细分,测角分辨力达到5″,角度测量误差峰峰值为51″。且改进质心算法能有效地抑制噪声,提高测量精度。该图像式编码和精码细分技术可以提高编码器的分辨力,缩小编码器体积,减轻重量。满足航空航天领域对小型化光电编码器的需求。     

自控液晶光阀组式光刻快门研究

通过理论推导，构建了抗蚀剂的感光特性、光源的光效与曝光量之间的数学模型，为液晶光阀代替穿孔带提供了理论依据.结合液晶光阀的工作原理和光刻快门的控制原理，对液晶光阀组的控制进行了研究并给出了其控制电路图.通过实际光刻试验，自控液晶光阀组光刻快门机构可以完成编码图案的控制，通光控制达到了预计要求，刻出的图案清晰，线条陡直.证明液晶光阀组替代穿孔带用作光刻快门是完全可行的.     

精密宏微复合绝对式光栅尺设计与研究

通过对光栅尺原理的研究,设计一种宏微复合切换测量模式,利用增量码进行低精度测量,绝对码进行高精度测量。采用增量方式采集莫尔条纹的高速性,解决高精度绝对位置采集的低速性,实现宏微复合的高速与高精度的测量。实验证明,高精度低速绝对位置测量过程中测量精度可达0.6 m,在测量中使用新型高速与低速的变速切换测量方式,综合测量速度最高可以达到2 m/s。     

小型光电编码器自动检测系统

设计了小型光电编码器自动检测系统,用于准确快速地检测小型光电轴角编码器的误差。采用21位高精度光电编码器作为角度基准来检测低精度的小型光电编码器。用控制系统转动编码器,此时高精度编码器与被检编码器之差即为小型编码器在该位置的误差。检测完毕,根据需要将编码器的误差通过USB接口传输给上位机保存并进行深度分析。采用该系统检测某型号的15位编码器,得到的均方差为29.1″,而传统方法检测的误差均方差为28.5″,表明设计的检测系统满足检测精度要求。     

一种锗晶体光码盘的分划制作工艺研究

为了在锗晶体光坯上制作出满足要求的码盘图案,分别采用正性光刻胶和负性光刻胶,先镀膜后照相和先照相后镀膜的工艺路线进行工艺实验,并对实验结果进行分析,得出结论:用负性光刻胶按先照相后镀膜的工艺路线为锗晶体光码盘分划制作工艺的最佳方案。实验结果表明:加工出的图案明暗对比度大、边缘不均匀性小于0.008 mm,可实际应用于锗晶体上分划图案的制作。