[發明專利]一種光電編碼器精密測速系統及方法

有效

• 申請號: 201910342900.7
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110133316B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 萬秋華;賈興丹;孫瑩;趙長海;盧新然
• 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: G01P3/36
• 分類號: G01P3/36
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛良

一種光電編碼器精密測速系統及方法，該系統包括：連接支架、直流電機、數據采集及控制電路、電機驅動電路、具有顯示設備的計算機和光電編碼器；計算機用于向數據采集及控制電路發送啟動命令；數據采集及控制電路用于根據啟動命令控制電機驅動電路驅動直流電機轉動；直流電機用于帶動光電編碼器同步轉動；數據采集及控制電路還用于采集光電編碼器同步轉動時所產生的莫爾條紋信號，以此得到光電編碼器位置的角度數據，并將角度數據按照預設公式計算得到光電編碼器的速度信息，并輸出至計算機進行顯示。本發明實現了光電編碼器高精度測速的同時，避免了細分誤差帶來的影響以及采樣頻率受輸出信號頻率限制，有效提高了光電編碼器測速精度。

技術領域

本發明涉及光電編碼器技術領域，特別是涉及一種光電編碼器精密測速系統。

背景技術

光電編碼器是一種集光、機、電于一體的光電角位移傳感器。通過將計量圓光柵所檢測到的空間角位置信息轉換成相應的數字代碼輸出，可上傳至計算機設備，實現數字測量與動態控制。在電機的測速領域中，光電編碼器因其測量準確度高、抗干擾性強和分辨率高等被廣泛應用。

傳統編碼器的光電編碼器測速方法有M法，T法和M/T法，在此基礎上衍生了變M法，變T法，變M/T法；無論是傳統方法還是現代方法，很少是直接測量編碼器速度，都是通過獲取編碼器輸出的位置信息，再通過一定的算法來獲得速度信息，這樣會使得測速結果受到編碼器信號處理延時的影響，采樣頻率較低。其次，測速算法無法滿足整個測速范圍內的誤差要求，如M法測速適合高速測量，低速時誤差較大，T法與之相反。另外現代控制理論的發展對現代控制系統的精度也給出了更高的要求，這就對編碼器的測量精度提出了挑戰。如何在現行編碼器方案的情況下，提高其測量精度和降低編碼器的測速延時，已經成為一個亟待解決的問題。

發明內容

基于此，有鑒于此，本發明提供一種光電編碼器精密測速系統，以實現對光電編碼器速度的直接檢測，避免編碼器信號處理延時、采樣頻率和細分誤差的影響。

本發明提供一種光電編碼器精密測速系統，其特征在于，包括：連接支架、直流電機、數據采集及控制電路、電機驅動電路、具有顯示設備的計算機和光電編碼器；

所述光電編碼器固定在所述連接支架上且主軸與所述直流電機相連接；

所述數據采集及控制電路并通過所述電機驅動電路與所述直流電機相連接，所述計算機及所述光電編碼器與所述數據采集及控制電路相連接；

所述計算機用于向所述數據采集及控制電路發送啟動命令；所述數據采集及控制電路用于根據所述啟動命令控制所述電機驅動電路驅動所述直流電機轉動；所述直流電機用于帶動所述光電編碼器同步轉動；所述數據采集及控制電路還用于采集所述光電編碼器同步轉動時所產生的莫爾條紋信號，以此得到所述光電編碼器位置的角度數據，并將所述角度數據按照預設公式計算得到所述光電編碼器的速度信息，并輸出至所述計算機進行顯示。

本發明還提供一種光電編碼器精密測速方法，包括：

提供連接支架、直流電機、數據采集及控制電路、電機驅動電路、具有顯示設備的計算機和光電編碼器；

將所述光電編碼器固定在所述連接支架上且主軸與所述直流電機相連接；

將所述數據采集及控制電路并通過所述電機驅動電路與所述直流電機相連接，并將所述計算機及所述光電編碼器與所述數據采集及控制電路相連接；

通過所述計算機向所述數據采集及控制電路發送啟動命令；通過所述數據采集及控制電路根據所述啟動命令控制所述電機驅動電路驅動所述直流電機轉動；通過所述直流電機帶動所述光電編碼器同步轉動；以及通過所述數據采集及控制電路采集所述光電編碼器同步轉動時所產生的莫爾條紋信號，以此得到所述光電編碼器位置的角度數據，并將所述角度數據按照預設公式計算得到所述光電編碼器的速度信息，并輸出至所述計算機進行顯示。