絕對式光電編碼器精度補償方法

楊 寧

中國科學院長春光學精密機械與物理研究所，吉林長春 130033

絕對式光電編碼器精度補償方法

楊 寧

中國科學院長春光學精密機械與物理研究所，吉林長春 130033

介紹了編碼器測角精度的組成，提供了精度補償?shù)姆椒ā?/p>

編碼器精度；編碼器；補償方法

隨著航空航天技術的飛速發(fā)展以及伺服控制技術的進步，對編碼器的精度要求越來越高[1]。不僅要求編碼器能夠實時輸出角度位置信息，同時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)。因此對編碼器進行精度補償。[2]

1 光電絕對式編碼器的精度分析

1.1 編碼器精度主要取決因素

1）碼盤刻線質量。

2）掃描質量。

3）信號處理電路質量。

4）碼盤相對軸承的偏心量。

5）軸承徑向跳動。

1.2 編碼器精度組成

編碼器精度反映的是一轉和單信號周期內(nèi)的位置誤差。一轉內(nèi)位置誤差對大角度運動非常明顯。 單信號周期內(nèi)位置誤差對小角度運動和重復測量很明顯。特別是轉速控制環(huán) 中，它將導致速度波動。這些單信號周期內(nèi)誤差取決于正弦掃描信號和其細分電路質量。影響單周期測量精度的因素有以下幾點。

1）信號周期的大小。

2）信號的正弦性。

3）信號的正交性。

4）信號的對稱性。

5）后續(xù)處理模擬信號的穩(wěn)定性和動態(tài)性能。

圖1 長周期和單元周期誤差分布圖

2 精度補償

圖3 補償前單周期誤差曲線

圖4 補償后單周期誤差曲線

提高編碼器精度方法有以下兩種。

2.1 誤差預防

減少誤差源對編碼器精度的影響，在現(xiàn)存的表現(xiàn)誤差條件下，通過軟件對編碼器精碼信號進行數(shù)字化放大整形處理，保證精碼的對稱性和幅值一致性，來提高編碼器的細分精度。

TP333.3

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1674-6708（2015）148-0087-01