[發(fā)明專利]精碼相位調(diào)整的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110937307.4
• 申請日: 2021-08-16
• 公開（公告）號: CN113566856B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓慶陽
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01D5/347
• 分類號: G01D5/347
• 代理公司: 長春中科長光知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 22218
• 代理人: 高一明;郭婷

本發(fā)明涉及一種精碼相位調(diào)整方法，具體為：使待采集的正弦路精碼信號和余弦路精碼信號的幅值相等；正向旋轉(zhuǎn)光電編碼器采集正弦路精碼信號和余弦路精碼信號，并獲得粗碼值；根據(jù)預(yù)設(shè)條件判斷，以正弦路精碼信號或余弦路精碼信號作為基準(zhǔn)信號，求得不產(chǎn)生偏差情況下的相位和實際采集相位間的相位差；根據(jù)相位差通過計算獲得相位值后通過查細(xì)分表得精碼細(xì)分值；將精碼細(xì)分值和獲得的粗碼值進(jìn)行粗精結(jié)合后，獲得光電編碼器的二進(jìn)制角度值并輸出。本發(fā)明公開的精碼相位調(diào)整方法采用直接通過計算得到的相位差可量化，精度高數(shù)據(jù)可靠。且采用計算相位差的方式替代傳統(tǒng)手動調(diào)整，在工作時僅需操作軟件界面無需動手，大幅度提高調(diào)試效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電編碼器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種精碼相位調(diào)整方法。

背景技術(shù)

光電編碼器又稱為光電角位置傳感器，是一種集光、機、電一體的數(shù)字測角裝置。利用光柵衍射原理實現(xiàn)位移-數(shù)字變換，通過光電轉(zhuǎn)換，將輸出軸上的機械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖數(shù)字量的傳感器。具有體積小，精度高，工作可靠，接口數(shù)字化等優(yōu)點。廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床、回轉(zhuǎn)臺、伺服傳動、機器人、雷達(dá)、軍事目標(biāo)測定等需要檢測角度的裝置和設(shè)備中。從測量的原理上分光電編碼器可分為：圖像式和莫爾條紋式；莫爾條紋式光電編碼器具有頻率響應(yīng)快，工作穩(wěn)定可靠和精度高等優(yōu)點，在目前的光電編碼器市場份額中占主要地位。

莫爾條紋式光電編碼器通常采用發(fā)光光電二極管和接收光電二極管分立元件作為光源和探測器，因發(fā)光二極管發(fā)出光有發(fā)散角等原因，因此需要調(diào)整發(fā)光或接收二極管的焊接位置，才可滿足莫爾條紋的要求，即正弦和余弦精碼相位相差90°。目前主要的調(diào)整手段是人工調(diào)整，即：利用示波器等觀測設(shè)備，通過精碼合成相位的李薩如圖形。這種方式效率低，無法量化相位合成精度低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種精碼相位調(diào)整方法。

一種精碼相位的調(diào)整方法，包括以下步驟：

S1、調(diào)整光電編碼器精碼相位調(diào)整系統(tǒng)中數(shù)字電位計的阻值，使待采集的正弦路精碼信號和余弦路精碼信號的幅值相等。

S2、正向旋轉(zhuǎn)光電編碼器一周，通過所述光電編碼器精碼相位調(diào)整系統(tǒng)采集所述正弦路精碼信號和所述余弦路精碼信號，并將所述正弦路精碼信號或所述余弦路精碼信號整形為方波后進(jìn)行計數(shù)，根據(jù)計數(shù)結(jié)果獲得所述粗碼信號對應(yīng)的粗碼值。

S3、根據(jù)預(yù)設(shè)條件對所述正弦路精碼信號、所述余弦路精碼信號進(jìn)行判斷，以所述正弦路精碼信號、所述余弦路精碼信號中的一路作為基準(zhǔn)信號，將該路基準(zhǔn)信號的相位加90°后與不產(chǎn)生偏差情況下的另一路信號的相位做差得到相位差。

Δθ＝θ-θ' (1)

其中，θ為采集到的信號的相位，θ'不產(chǎn)生偏差情況下的相位，Δθ為相位差。

S4、根據(jù)所述相位差Δθ通過計算獲得經(jīng)相位偏差校正后的相位值的精碼信號的相位值θ_Δ'，獲得相位值后通過查細(xì)分表得精碼細(xì)分值。

S5、將所述精碼細(xì)分值和獲得的所述粗碼值進(jìn)行粗精結(jié)合后，獲得所述光電編碼器的二進(jìn)制相位值并輸出。

進(jìn)一步地，在步驟S3中，預(yù)設(shè)條件為余弦路精碼信號的相位與正弦路精碼信號的相位相比較，確定滯后或超前的信號作為基準(zhǔn)信號。

進(jìn)一步地，在步驟S3中的預(yù)設(shè)條件為余弦路精碼信號的相位是否比正弦路精碼信號的相位超前；

如果是，選取所述正弦路精碼信號作為基準(zhǔn)信號，將所述正弦路精碼信號相位加90°后與所述余弦路精碼信號的相位作差，得到相位差Δθ，Δθ滿足公式(2)：

Δθ＝arccos(A·cosθcosθ'+A·sinθsinθ') (2)