[發明專利]光電軸角編碼器細分誤差的檢測裝置

無效

• 申請號: 200910066979.1
• 申請日: 2009-05-20
• 公開（公告）號: CN101551260A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 趙長海;萬秋華
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所
• 代理人: 王立偉

技術領域

本發明屬光電檢測技術領域中涉及的一種用于發現光電軸角編碼器細分誤差的檢測裝置。

背景技術

光電軸角編碼器是目前應用較為廣泛的具有代表性的角位移傳感器，由于受碼盤刻劃、偏心以及裝調工藝等因素的影響，在編碼器裝調好之后使用時難免會出現測量誤差，對于高精度的光電軸角編碼器，細分誤差是其測量誤差的主要分量，使用之前必須進行認真細致的檢測，以確定編碼器的細分誤差是否滿足精度要求。怎樣快速準確地找出編碼器的細分誤差，是業內人事十分關心的問題。

以往對編碼器細分誤差的檢測主要是靠人眼通過編碼器顯示值與基準值進行比較，編碼器一個細分周期一般檢測16個以上點，角度基準一般采用自準直儀。

與本發明最為接近的已有技術，是中國科學院長春光學精密機械與物理研究所研制的細分誤差檢測裝置，如圖1所示，包括裝置殼體1、聯軸節2、正24面體3、轉臺4、自準直儀5。

編碼器和正24面體3通過聯軸節2連接在一起，固定在轉臺4上，自準直儀5也固定在轉臺上，當編碼器轉動時，記錄編碼器的顯示角度值和自準直儀5的顯示值，二者的差值即是編碼器的細分誤差。在編碼器的一個細分周期內連續測量32次，計算均方差，作為該編碼器的細分誤差。由于編碼器一個細分周期需要測量32個點，編碼器每次只能轉動一個細分周期的1/32，小角度的轉動非常麻煩，容易過沖，自準直儀5和正24面體3安裝起來比較麻煩。因此使用此裝置耗時費力，正常情況下測量編碼器的細分誤差至少需要60分鐘左右。正24面體和自準直儀造價昂貴，測量效率較低。

發明內容

為了克服已有技術存在的缺陷，本發明的目的在于自動快速準確地發現編碼器的細分誤差，特研制了一種光電軸角編碼器細分誤差的檢測裝置。該裝置結構簡單，成本低廉，效率較高。

本發明要解決的技術問題，提供一種光電軸角編碼器細分誤差檢測裝置。解決技術問題的技術方案如圖2所示，包括裝置殼體6、數據采集芯片7、CPU處理器8、顯示屏9。

外部編碼器發送的是兩路正交的正余弦信號SIN和COS。在裝置殼體6內置有數據采集芯片7、CPU處理器8、顯示屏9，外部編碼器的輸出信號SIN和數據采集芯片7的4腳輸入端相連，外部編碼器的輸出信號COS和數據采集芯片7的2腳輸入端相連，外部編碼器的信號地和數據采集芯片7的18腳地相連；數據采集芯片7的24、23、22、21、20、19、16、15、14、13、12、11、10、9、30、29、28、27、26、25分別和CPU處理器8的98、97、96、95、94、93、92、91、88、87、86、85、84、83、54、53、56、55、52、51腳相連；CPU處理器8的75、74、73、72、71、70、69、68、67、66、65、62、61、60、59腳和顯示屏9的4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18腳相連。計算機軟件程序裝在CPU處理器8的內部FLASH中。

外部編碼器將兩路正交的精碼信號SIN和COS輸入到數據采集芯片7中，CPU處理器8讀取數據采集芯片7的數據，計算編碼器的細分誤差，將編碼器的細分誤差送顯示屏9顯示，顯示屏9負責顯示編碼器的細分誤差。

CPU處理器采用Keil?uVision3編程，根據編碼器一個信號周期的信號與標準的正弦信號進行比對，計算編碼器的細分誤差，將細分誤差顯示在顯示屏上，顯示方式以數據方式顯示，一個細分周期顯示16-64個細分位置的細分誤差。

當編碼器近似勻速旋轉時，編碼器輸出的兩路精碼信號為正余弦信號。如果沒有細分誤差，則其精碼信號為標準的正余弦信號，信號沒有諧波；如果不是標準的正余弦信號，含有諧波分量，則編碼器存在細分誤差。當CPU處理器通過數據采集芯片采集編碼器的一個精碼信號周期時，將該信號進行傅里葉變換，計算信號的諧波成分，與標準的正余弦信號比對，計算出編碼器的細分誤差。一個細分周期可以計算16-64個點，計算之后將細分誤差的數據依此顯示在OLED顯示屏上。

本發明的積極效果：

由于單片機處理數據的速度快，每秒處理編碼器的精碼信號數據比較多，正常情況下計算出編碼器細分誤差只需要幾秒鐘的時間。編碼器的細分誤差以數據形式直接顯示在顯示屏上，也可以曲線的形式顯示，人觀察起來非常方便，不會形成視覺疲勞，且該裝置簡單輕便，容易攜帶。根據細分誤差的大小可以直接評定該編碼器是否滿足精度要求，非常適合非專業人士觀察編碼器的細分誤差，大大的提高了檢查效率。

附圖說明