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小型高分辨力圖像式PILZ光電編碼器原理研究
光電軸角編碼器又稱光電角位移傳感器，是一種集光、機(jī)、電為一體的數(shù)字化測(cè)角裝置。由于它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高分辨力、高精度等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于航空航天、國(guó)防和科技領(lǐng)域的動(dòng)態(tài)測(cè)量和實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中。

小型高分辨力圖像式PILZ光電編碼器原理研究
隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展，不僅要求提高光電軸角編碼器的分辨力、測(cè)量精度，而且對(duì)其體積、重量提出了更加嚴(yán)格的要求。研究的圖像式PILZ光電編碼器，通過光學(xué)成像技術(shù)及數(shù)字圖像處理技術(shù)，縮小了PILZ光電編碼器的體積，提高了分辨力，對(duì)實(shí)現(xiàn)航空航天儀器的小型化、高精度具有重要意義。在參考國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)資料，了解當(dāng)今圖像式光電軸角編碼器研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，深入分析了圖像式光電軸角編碼器的原理及特點(diǎn)；通過研究光學(xué)成像、圖形識(shí)別及位移檢測(cè)等技術(shù)，為研究圖像式PILZ光電編碼器奠定了理論基礎(chǔ)；提出圖像式PILZ光電編碼器的粗碼碼道和基準(zhǔn)碼道的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，并采用徑向排列的編碼方法，使每條碼道包含自然二進(jìn)制粗碼單元和基準(zhǔn)線，縮小了碼盤直徑；通過對(duì)光學(xué)材料的選取，設(shè)計(jì)出小型圖像式PILZ光電編碼器的光學(xué)碼盤；提出采用圖像內(nèi)部區(qū)域均衡的質(zhì)心檢測(cè)算法及精碼細(xì)分改進(jìn)算法實(shí)現(xiàn)精碼細(xì)分，提高了圖像式PILZ光電編碼器的分辨力，并減少了對(duì)數(shù)據(jù)的計(jì)算量；提出圖像式PILZ光電編碼器的粗碼識(shí)別及糾錯(cuò)算法。通過圖像識(shí)別技術(shù)，以碼盤中二進(jìn)制碼元的圖像作為光電軸角編碼器的粗碼信息，并根據(jù)粗碼信息校正由于碼道劃損或附著物引起的錯(cuò)碼；設(shè)計(jì)了圖像式PILZ光電編碼器的信號(hào)采集及處理系統(tǒng)。采用面陣圖像傳感器取替?zhèn)鹘y(tǒng)的分離式光電接收器件完成信號(hào)提取，實(shí)現(xiàn)圖像式PILZ光電編碼器的數(shù)據(jù)采集；由CPLD、DSP和SDRAM等器件構(gòu)成圖像處理電路，將碼盤圖像信息轉(zhuǎn)換為角度信息。

小型高分辨力圖像式PILZ光電編碼器原理研究
通過實(shí)驗(yàn)對(duì)圖像式PILZ光電編碼器的分辨力及精度進(jìn)行了檢測(cè)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，運(yùn)用的研究方法，設(shè)計(jì)出碼盤直徑為38mm的圖像式PILZ光電編碼器，測(cè)角分辨力可達(dá)到5″，測(cè)角誤差峰峰值為61″。