[發(fā)明專利]一種航天相機(jī)調(diào)焦編碼器調(diào)試測控系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110218896.7
• 申請日: 2011-08-02
• 公開（公告）號: CN102435219A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐東;劉金國;翟巖;龍科慧
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00;G03B43/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所 22210
• 代理人: 劉樹清

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電測量技術(shù)領(lǐng)域中涉及的一種航天相機(jī)調(diào)焦編碼器調(diào)試測控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

為了使航天相機(jī)的體積、重量盡可能小，要求對相機(jī)上的每一個零部件進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)，用于測量相機(jī)焦距的絕對式光電編碼器也不例外。

隨著電子元器件的飛速發(fā)展，目前很多民用、工業(yè)用光電編碼器已做成機(jī)電一體的形式且外形尺寸也很小。然而，航天產(chǎn)品對可靠性要求極為苛刻。因此，電子元器件的選擇范圍較窄，如果將編碼器做成機(jī)電一體，勢必尺寸較大，不能滿足相機(jī)調(diào)焦機(jī)構(gòu)的要求。為此，在設(shè)計(jì)上我們采用機(jī)電分開，將尺寸小的編碼器光機(jī)頭部放在相機(jī)主體上，而尺寸較大的處理電路部分(與相機(jī)的其它控制單元電路一起)放在相機(jī)外的電控機(jī)箱內(nèi)。這給編碼器的調(diào)試、檢測、安裝等帶來一定的困難。

航天產(chǎn)品每進(jìn)行一步都有嚴(yán)格的過程控制，不允許將隱患帶入下一工序。編碼器光、機(jī)、電加工制做周期不同，很難做到機(jī)、電同時聯(lián)調(diào)。即便是同時完成加工制做，試想攜帶著一個碩大的電控機(jī)箱完成編碼器的調(diào)試、檢測、安裝，也是極不方便的。另外，如果編碼器光機(jī)頭部有問題，會對電子學(xué)處理部分產(chǎn)生影響，因此，這種做法也是不安全的。為了編碼器的可靠性，及早發(fā)現(xiàn)存在的問題，確保隱患不進(jìn)入下一個環(huán)節(jié)，其調(diào)試、檢查、測試方法都在不斷的改進(jìn)、更新。所謂調(diào)焦編碼器調(diào)試測控系統(tǒng)，就是要實(shí)現(xiàn)對絕對式光電編碼器在機(jī)電安裝聯(lián)調(diào)過程中，對信號幅值、相位、直流電平各參數(shù)進(jìn)行調(diào)試控制的系統(tǒng)。

與本發(fā)明最為接近的已有技術(shù)，是中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所開發(fā)的一種編碼器測試系統(tǒng)，如附圖1所示。包括：信號處理電路1、示波器2、供電電源3；其中信號處理電路1中包括可調(diào)電位器組4、放大器電路5、精碼AD轉(zhuǎn)換電路6、粗碼整形鎖存電路7、微控制器8、LED二進(jìn)制顯示燈排9。

編碼器機(jī)械頭部輸出的光電流信號與可調(diào)電位器組4相連；可調(diào)電位器組4的輸出與放大器電路5連接；放大器電路5的各路輸出分別與示波器2、精碼AD轉(zhuǎn)換電路6、粗碼整形鎖存電路7相連；精碼AD轉(zhuǎn)換電路6、粗碼整形鎖存電路7的輸出都與微控制器8相連；微控制器8的輸出與LED二進(jìn)制顯示燈排9相連；供電電源3與信號處理電路1相連，為其內(nèi)部所有電路供電。

打開供電電源3，給編碼器機(jī)械頭部與信號處理電路1供電；由電位器組4將編碼器機(jī)械頭輸出的多路光電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，并調(diào)整信號幅值，然后輸出給放大器電路5進(jìn)行信號放大，示波器2監(jiān)測放大器電路5的所有輸出信號，觀察各路信號(精碼、粗碼)的幅值、相位關(guān)系、直流電平是否滿足要求，如果不滿足則調(diào)整電位器阻值，直至符合使用要求；經(jīng)放大器電路5放大后的信號，其中的精碼信號部分經(jīng)過精碼AD轉(zhuǎn)換電路6后送入微控制器8，粗碼信號部分經(jīng)整形鎖存電路7后送入微控制器8；微控制器8將采集到的精、粗碼數(shù)據(jù)進(jìn)行精/粗碼校正、精/粗碼連接、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等處理后，輸出給LED二進(jìn)制顯示燈排9進(jìn)行顯示。

裝聯(lián)編碼器主要分以下幾個過程：

1調(diào)試

指編碼器的粗調(diào)。轉(zhuǎn)動編碼器軸，調(diào)整可調(diào)電位器組4的阻值，同時用示波器2觀察放大器電路5輸出的各路信號參數(shù)、波形、圖形是否滿足要求。最后用LED發(fā)光二極管顯示燈排9檢查校正、進(jìn)位是正常。以上工作是在編碼器專用裝調(diào)間完成的。

2檢測

指編碼器的精調(diào)。轉(zhuǎn)動編碼器軸，編碼器輸出光電流信號至可調(diào)電位器組4，精細(xì)調(diào)整精碼信號的可調(diào)電位器，用示波器2監(jiān)示精碼放大器電路4輸出的信號，使精碼信號的幅值、直流電平應(yīng)滿足要求。用示波器2的一路探頭監(jiān)測精碼0°信號，另一路監(jiān)測各粗碼信號，用李莎育圖形顯示精-粗關(guān)系，調(diào)整粗碼信號的可調(diào)電位器，使編碼器每個粗碼信號滿足要求。然后，可進(jìn)行編碼器精度檢測。以上工作在編碼器檢測室完成。

3安裝

通過各種例行實(shí)驗(yàn)和檢測后，最終將編碼器安裝在相機(jī)的調(diào)焦機(jī)構(gòu)上。由于軸系的不同心，有可能會使編碼器信號產(chǎn)生畸變。用示波器2監(jiān)測放大器電路5輸出的各路(精碼、粗碼)信號的幅值、相位關(guān)系、直流電平是否在允許范圍內(nèi)。安裝工作在相機(jī)裝調(diào)車間完成。

現(xiàn)有技術(shù)雖然操作簡單，數(shù)據(jù)直觀，但是也存在一定不足：

a)功能少，數(shù)據(jù)、圖形不能存貯，即便用記憶示波器存貯了波形，也要導(dǎo)入計(jì)算機(jī)查看；

b)對于非專業(yè)人員，二進(jìn)制顯示燈排的讀取不如度、分、秒直觀；

c)不能仿真；

d)無法進(jìn)行功能擴(kuò)展。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服已有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于改進(jìn)、更新已有技術(shù)滿足航天產(chǎn)品的需求。