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2016-12-2 閱讀(881)
高精度光電軸角PILZ編碼器空間適應(yīng)性研究與設(shè)計(jì)
隨著現(xiàn)代光蝕刻技術(shù)的進(jìn)步,采用金屬基制作光電編碼盤工藝不斷成熟。金屬光電編碼盤具有抗振性強(qiáng)、溫度適應(yīng)性好的優(yōu)點(diǎn)。本文分析了國(guó)內(nèi)外光電軸角PILZ編碼器的發(fā)展現(xiàn)狀,結(jié)合金屬光柵盤的*優(yōu)勢(shì),選定了金屬反射式光柵盤作為空間用光電PILZ編碼器的核心部件。設(shè)計(jì)出一套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)、具備空間適應(yīng)能力的高精度式光電PILZ編碼器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),對(duì)開(kāi)展空間高精度軸角測(cè)量具有重要的參考價(jià)值。
高精度光電軸角PILZ編碼器空間適應(yīng)性研究與設(shè)計(jì) 主要研究工作如下:研究分析了基于反射式雙光柵莫爾干涉條紋的測(cè)角基理,確定了空間應(yīng)用光電軸角PILZ編碼器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)完成了空間溫度大交變環(huán)境能夠保持高回轉(zhuǎn)精度的機(jī)械軸系,為進(jìn)行高質(zhì)量的光電信號(hào)采集提供了保障。將矩陣式編碼應(yīng)用于金屬反射式光柵盤,大大縮小了光柵編碼盤的制作尺寸,以滿足空間應(yīng)用的小型化、抗振、抗沖擊性等方面的要求;并結(jié)合前人優(yōu)化光柵光電信號(hào)的研究成果,如狹縫多線平均、狹縫裂相刻劃、精碼差分處理、多讀數(shù)頭對(duì)徑相加平均等技術(shù)措施,完成了金屬盤光電讀數(shù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),提取高質(zhì)量的光柵光電信號(hào)。結(jié)合并改進(jìn)了前人的莫爾條紋信號(hào)數(shù)字測(cè)角細(xì)分技術(shù),實(shí)現(xiàn)了高分辨率的軸角測(cè)量。運(yùn)用固體物理學(xué)的基本理論,分析了空間溫度環(huán)境和空間輻射環(huán)境對(duì)測(cè)角平臺(tái)光電傳感系統(tǒng)的影響,以及造成光電器件老化的機(jī)理;采用了自適應(yīng)碼盤信號(hào)處理技術(shù),一定程度上避免了因溫度交變而造成的輸出誤碼、跳碼問(wèn)題,延長(zhǎng)了光電PILZ編碼器的空間使用壽命。分析了光電PILZ編碼器測(cè)角平臺(tái)的誤差來(lái)源,完成了溫度交變條件下PILZ編碼器21位編碼穩(wěn)定連續(xù)地輸出,并對(duì)PILZ編碼器進(jìn)行了精度標(biāo)定,修正了系統(tǒng)誤差。創(chuàng)新之處在于:將小型化碼道設(shè)計(jì)應(yīng)用于金屬碼盤,為空間高精度軸角測(cè)量提供可靠保障,并針對(duì)空間溫度及輻射問(wèn)題提出了系統(tǒng)的解決方案,經(jīng)測(cè)試該P(yáng)ILZ編碼器測(cè)角指標(biāo):分辨率為0.618″;精度≤±3″;適應(yīng)溫度:-40℃～80℃;空間輻射度至少200Gry條件下仍能正常工作。
