[發明專利]一種圓光柵四讀數頭數據采集處理系統和方法在審

申請號：	202011483653.1	申請日：	2020-12-16
公開（公告）號：	CN112762969A	公開（公告）日：	2021-05-07
發明（設計）人：	呂澤杉;張彬彬;劉敏;呂曉華	申請（專利權）人：	北京無線電測量研究所
主分類號：	G01D5/347	分類號：	G01D5/347
代理公司：	北京正理專利代理有限公司 11257	代理人：	付生輝
地址：	100854***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種圓光讀數數據采集處理系統方法
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【說明書】：

本發明實施例公開一種圓光柵四讀數頭數據采集處理系統和方法，所述系統包括：圓光柵，用于對角度位置進行測量；四個讀數頭，用于讀取所述圓光柵測量的原始角度信號；數字變換電路，用于將所述原始角度信號轉換為數字信號；數據處理模塊，用于對所述數字信號進行數據處理，得到最終合成的測量數據。該系統從硬件原理上保證了多讀數頭采集電路電平轉換及總線傳輸穩定；可以消除圓光柵的機械安裝誤差會給測量帶來諧波誤差，提高編碼器的精度。通用性強、算法簡單易于工程實現。

技術領域

本發明涉及硬件數字信號處理領域。更具體地，涉及一種一種圓光柵四讀數頭數據采集處理系統和方法。

背景技術

高性能高精度的雷達伺服系統往往采用精度、分辨率和轉換速度都相對較高的光電編碼器作為天線位置的傳感器以獲得絕對值位置信息。圓光柵又稱圓光柵編碼器，是一種集光、機、電為一體的精密數字測角裝置。絕對式圓光柵的碼盤上沿徑向有若干條同心碼道，每條碼道上由透光和不透光的扇形區間組成，光源安裝在碼盤的一側，每一碼道的另外一側有一個光敏元件，每一個光源和光敏元件配對稱為一個讀數頭。

圓光柵的一個讀數頭的原始信號為四路相位差為90度的近似正弦波，通過角度解算可得到編碼器一個精碼周期的細分角度值θ。如果采用一個光柵讀數頭，軸承的偏心量、軸承徑向跳動對于圓光柵的測角影響較大，圓光柵的機械安裝誤差會給測量帶來諧波誤差。在圓光柵角度測量的數據處理過程中如何提高編碼器細分角度值的精確度成為本領域技術人員需要亟待解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明一個實施例提供一種圓光柵四讀數頭數據采集處理系統，包括：

圓光柵，用于對角度位置進行測量；

四個讀數頭，用于讀取所述圓光柵測量的原始角度信號；

數字變換電路，用于將所述原始角度信號轉換為數字信號；

數據處理模塊，用于對所述數字信號進行數據處理，得到最終合成的測量數據。

在一個具體實施例中，所述數據處理模塊包括：

量化合成單元，用于對原始角度進行量化和合成；

修正單元，用于對合成角度進行修正。

在一個具體實施例中，所述圓光柵同軸安裝于旋轉軸上，四個讀數頭間隔90度對稱安裝在所述圓光柵周圍。

在一個具體實施例中，所述數據處理模塊合成角度的處理如下式：

式中，θ_合成為合成角度，θ₀,θ₁,θ₂,θ₃為原始角度，為量化后的角度。