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德國(guó)皮爾茲PILZ光電編碼器誤差分析
光電編碼器是一種應(yīng)用很廣泛的角位置測(cè)量?jī)x器。近年來(lái)，伴隨著測(cè)控技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)光電軸角編碼器的測(cè)角精度、分辨力和可靠性提出了更高的要求。光電編碼器誤差主要包括碼盤制造誤差、軸系晃動(dòng)、碼盤偏心、細(xì)分誤差、量化誤差、檢測(cè)誤差等，這些誤差來(lái)自于編碼器的碼盤刻劃、機(jī)械裝調(diào)、電子學(xué)處理等過(guò)程中，并且都會(huì)對(duì)編碼器的測(cè)量精度產(chǎn)生影響。因此，對(duì)編碼器的精度分析和誤差補(bǔ)償技術(shù)的研究是編碼器生產(chǎn)制造的關(guān)鍵問(wèn)題，也是提高編碼器精度的重要手段。

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目前，對(duì)光電編碼器的精度檢測(cè)主要采用靜態(tài)檢測(cè)，不能反映編碼器在實(shí)際工作狀態(tài)下的測(cè)角精度，而且誤差補(bǔ)償多只針對(duì)細(xì)分誤差，不能比較全面的補(bǔ)償編碼器的誤差。結(jié)合在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)式編碼器精度的要求，提出了針對(duì)光電編碼器精度檢測(cè)與誤差補(bǔ)償比較系統(tǒng)的方案，檢測(cè)編碼器測(cè)量精度和故障信息，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償。精度檢測(cè)裝置以步進(jìn)電機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)，以高分辨率編碼器作為測(cè)量基準(zhǔn)值，在精密主軸轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中實(shí)時(shí)測(cè)量被校準(zhǔn)編碼器在不同位置的角度值，并與同步采集的高精度基準(zhǔn)編碼器測(cè)量角度進(jìn)行比較計(jì)算出測(cè)角精度，同時(shí)測(cè)量光柵信號(hào)的細(xì)分誤差和進(jìn)行故障分析。結(jié)合精度檢測(cè)和誤差分析的結(jié)果針對(duì)不同誤差進(jìn)行補(bǔ)償。 本課題主要圍繞編碼器精度檢測(cè)和誤差補(bǔ)償方法等問(wèn)題展開系統(tǒng)的分析研究。分析了編碼器誤差產(chǎn)生的原因及各種因素對(duì)精度的影響；提出采用頻譜分析法計(jì)算細(xì)分信號(hào)的諧波參數(shù)和相位誤差；采用小波分析和頻譜分析檢測(cè)編碼器的故障信息，判斷出碼盤故障、電路故障或碼盤竄動(dòng)等故障發(fā)生的位置。設(shè)計(jì)了以DSP芯片為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和以PC機(jī)為核心的精度檢測(cè)系統(tǒng)；提出了校正細(xì)分誤差、裝調(diào)誤差和排除故障的解決方案；針對(duì)正切細(xì)分法提出了誤差的檢測(cè)與補(bǔ)償方案，并進(jìn)行了系統(tǒng)的仿真，驗(yàn)證了對(duì)正交精碼信號(hào)相位的補(bǔ)償算法是有效的。

德國(guó)皮爾茲PILZ光電編碼器誤差分析
正在有斷電和電子噪聲干擾的情況下，使用式光學(xué)編碼器進(jìn)行位置檢測(cè)及控制是一個(gè)明智的選擇。光學(xué)編碼器的設(shè)計(jì)可以追溯到本世紀(jì)40年代中期。其間，Balelwin Piano公司研制出了“調(diào)音輪”裝置，旨在使電子琴產(chǎn)生諧音以模仿其它樂(lè)器。*了解到Balelwin公司能夠在光敏玻璃上非常精密地產(chǎn)生調(diào)音輪模式，于是它就把此項(xiàng)技術(shù)用于制作密碼碼盤上。后來(lái)，針對(duì)這種儀器，規(guī)定了一個(gè)實(shí)際的精度標(biāo)準(zhǔn)，并被用來(lái)研制一種用于航天及工業(yè)位置傳感器上的編碼制式。于是光學(xué)編碼器便產(chǎn)生了。