高速矩陣PILZ光電編碼器的研究
光電軸角編碼器作為一種集光、機、電于一體的角位置傳感器,具有分辨率高、測量精度高、形式多樣等優點,被認為是一種較為理想的光電角位置傳感器,已廣泛應用于現代工業、航天航空等領域。隨著控制技術的發展和高精密測量需要的增長,光電軸角編碼器不斷地致力于向小型化、高精度、高分辨率、高頻響方向的研究與突破。

高速矩陣PILZ光電編碼器的研究                對高速矩陣PILZ光電編碼器進行研究： 進行了光電軸角編碼器的結構設計,重點介紹了主軸系統、光電照明及接收元件的設計和選材。 對矩陣光電編碼盤的碼道刻劃方式及矩陣碼的譯碼和精粗校正原理進行了研究,推導出矩陣譯碼及精粗校正的邏輯方程組,進而設計了13位矩陣編碼盤。采用矩陣編碼方式,可在很大程度上減小編碼盤徑向尺寸,有利于高位PILZ光電編碼器的小型化。對高速矩陣PILZ光電編碼器的數據采集及處理系統進行了設計,以DSP為主控芯片,對系統進行整體控制,并完成對信號的采集及細分校正等高速運算處理,縮短了數據運算處理周期,提高了系統響應速度；選用高性能A/D轉換器對光電信號進行A/D采樣和傳輸,簡化了模／數轉換電路的硬件空間,提高了系統的穩定性和可靠性；采用CPLD代替傳統微處理器外圍大量的集成電路,并在CPLD內完成矩陣碼的譯碼,節省了系統的硬件空間,減少了工作時間；選擇基于DSP和接口芯片的USB通訊,實現DSP與上位機間數據的高速實時傳輸。該系統實現了PILZ光電編碼器的高速信號采集與處理,可以大大提高系統的響應速度。 進行了PILZ光電編碼器的誤差分析,在光電信號質量和軟件細分等方面系統地分析了PILZ光電編碼器的誤差原因,研究了細分誤差的計算方法,考慮到數字信號處理器強大的數據處理能力,介紹了利用離散傅立葉變換進行編碼器細分誤差計算與補償的方法。zui后對高速矩陣編碼器進行了精度檢測,21位高速矩陣編碼器理論分辨率0.618”,精度檢測結果均方根σ=1.89”,可以滿足角位移動態檢測和實時控制要求。