專(zhuān)利名稱：編碼盤(pán)角度計(jì)量誤差校正法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種編碼盤(pán)角度計(jì)量誤差校正法，屬于在編碼盤(pán)的任意碼道(簡(jiǎn)稱全碼)都可進(jìn)行編碼盤(pán)角度計(jì)量誤差全碼校正法。
現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)編碼盤(pán)的角度計(jì)量誤差通常是采用直接在編碼盤(pán)上刻制封閉碼的方法進(jìn)行校正的。該方法按照編碼盤(pán)的計(jì)量分辨率和精度不同，從小的校正范圍開(kāi)始，設(shè)計(jì)誤差校正范圍一次比一次增大的一次或二次、三次誤差校正區(qū)，這需要在編碼盤(pán)上刻制一個(gè)或二個(gè)、三個(gè)封閉碼。這種方法的缺陷在于當(dāng)原設(shè)計(jì)的某一次校正范圍不夠大時(shí)，必須通過(guò)硬件的重新制作——重新刻制編碼盤(pán)或重新刻制狹縫(多狹縫或單狹縫)才能改變誤差校正范圍，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，不利于大批量生產(chǎn)，有時(shí)由于結(jié)構(gòu)尺寸的限制，這種變更難以實(shí)現(xiàn)。另外，隨著分辨率和精度的要求越高，編碼盤(pán)上的碼道越多，給編碼盤(pán)精度的進(jìn)一步提高帶來(lái)限制，同時(shí)使制造成本升高。
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種易于產(chǎn)生誤差校正區(qū)封閉碼的編碼盤(pán)角度計(jì)量誤差全碼校正法。
本發(fā)明的目的可通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)通過(guò)對(duì)編碼盤(pán)和狹縫間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，并對(duì)各碼道的交變光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，獲得一組作為編碼盤(pán)角度計(jì)量的絕對(duì)周期碼的各位代碼輸出方波A1、A2、A3、A4……An-1、An；其中A1是A2的封閉碼(A2封)。
通過(guò)對(duì)編碼盤(pán)的精碼狹縫設(shè)置光電轉(zhuǎn)換，獲得兩個(gè)相位相差90°的原如方波精信號(hào)J和J封；對(duì)方波信號(hào)J封進(jìn)行信號(hào)電平后沿觸發(fā)逐次分頻，獲得一系列頻率依次成倍減小的90°相位輸出方波信號(hào)A3(封)、A4(封)……An-1(封)、An(封)；它們可分別作為A、A4、A5……An-1、An的封閉碼；在編碼盤(pán)的任意碼道位置設(shè)置某誤差校正區(qū)，根據(jù)An-3、An-2、An-1、An(封)的奇偶判斷An-2的端點(diǎn)誤差，并進(jìn)行校正。
本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn)通過(guò)對(duì)編碼盤(pán)的精碼狹縫設(shè)置光電轉(zhuǎn)換和電學(xué)分頻，獲得編碼盤(pán)角度計(jì)量的絕對(duì)周期碼各位代碼的封閉碼，不需在編碼盤(pán)上通過(guò)刻劃制作封閉碼，因此比現(xiàn)有技術(shù)節(jié)約了生產(chǎn)成本和加工工序。另外，由于本發(fā)明在編碼盤(pán)的任意碼道位置設(shè)置誤差校正區(qū)，通過(guò)An(封)、An-1校正An-3、An-2的端點(diǎn)誤差，可方便地校正編碼盤(pán)制造誤差、安裝偏心、軸系晃動(dòng)等因素引起的誤差，并且如果調(diào)試過(guò)程和實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)的某一誤差校正范圍不夠大，可重新選取An-1、An-2(封)去校正An-4、An-3的端點(diǎn)誤差，不需要對(duì)編碼盤(pán)(或狹縫)重新刻劃封閉碼和重新設(shè)置電學(xué)硬件。因此該方法簡(jiǎn)單、成本低、可操作性強(qiáng)。
下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1為實(shí)施例的編碼盤(pán)的誤差校正原理圖。
圖2所示標(biāo)志表示編碼盤(pán)原始絕對(duì)周期碼道。
圖3所示標(biāo)志表示封閉碼A10封，A2封。
圖4所示標(biāo)志表示A3(封)∽A9(封)。
如圖所示，該實(shí)施例是一個(gè)典型的十位編碼盤(pán)。編碼盤(pán)原始絕對(duì)周期碼道(也即碼道經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后得到的輸出方波)用圖2所示標(biāo)志表示。其中的A1(也即A2封)、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A7、A9和A10組成十位絕對(duì)周期碼的各位代碼(最小分辨率為21.1′)。編碼盤(pán)上A10和A2碼道的封閉碼A10封、A2封(也即經(jīng)光電轉(zhuǎn)換得到的輸出方波)用圖3所示標(biāo)志表示。
本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)對(duì)A10封輸出方波信號(hào)進(jìn)行七次電學(xué)分頻后，得到A3(封)、A4(封)、A5(封)、A6(封)、A7(封)、A8(封)、A9(封)七個(gè)輸出方波信號(hào)，用圖4所示標(biāo)志表示。這七個(gè)方波和A2封和A10封一起作為該編碼盤(pán)十位絕對(duì)周期碼各位代碼相對(duì)應(yīng)的封閉碼。
圖中I、II分別表示計(jì)量位置，當(dāng)計(jì)量位置在I區(qū)時(shí)，A7、A8、A9、A10的正確代碼為0010(相對(duì)應(yīng)的相位角度值為63.28′)。如果編碼盤(pán)出現(xiàn)制造誤差、安裝偏心、軸系晃動(dòng)等情況，引起各碼道的端點(diǎn)發(fā)生變化，就會(huì)引起代碼值的變化，例如A8的前端點(diǎn)提前轉(zhuǎn)換(即伸長(zhǎng))，此時(shí)I區(qū)的代碼A7、A8、A9、A10會(huì)因此變成0110，與原正確代碼0010相比，產(chǎn)生了21.1′的誤差。如A8的前端點(diǎn)延遲轉(zhuǎn)換(即縮短)，則會(huì)使I區(qū)的代碼角度產(chǎn)生-21.1′的誤差。
本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)設(shè)置最精碼道A10封來(lái)校正A8、A7的端點(diǎn)誤差。即根據(jù)A10封、A9、A8、A7的奇偶判斷，在I區(qū)，A10封、A9、A8、A7為奇數(shù)就進(jìn)行校正，即在已讀取的代碼角度值中減去21.1′，從而得到正確代碼值。若A10封、A9、A8、A7為偶數(shù)，就不進(jìn)行校正。
同樣，在II區(qū)時(shí)，判斷A10封、A9、A8、A7的奇偶，如果A10封、A9、A8、A7為奇數(shù)時(shí)，進(jìn)行校正，即在已讀到的A10、A9、A8、A7代碼值中加上21.1′，得到正確代碼值。而A10封、A9、A8、A7為偶數(shù)時(shí)就不進(jìn)行校正。
這樣，就得到±21.1′的校正范圍。該校正范圍為正負(fù)一個(gè)分辨率，即A10碼道的1/4角度值。
本發(fā)明實(shí)施例設(shè)置的第一校正區(qū)，用A10封A9校正A8、A7，可使A8、A7碼道端點(diǎn)誤差的校正范圍達(dá)到±21.1′。
本發(fā)明實(shí)施例在A7碼道設(shè)置第二校正區(qū)，用A7(封)、A6校正A5、A4碼道，得到±2.81°的校正范圍。如A5碼道端點(diǎn)誤差小于21.1′，而A4碼道的端點(diǎn)誤差為3.5°時(shí)，超出2.81°的校正范圍，使校正無(wú)法進(jìn)行，本發(fā)明實(shí)施例則將校正區(qū)位置從原來(lái)設(shè)置在A7碼道改為設(shè)置在A6碼道，即用A6(封)、A5去校正A4、A3碼道的誤差。更改后的第二校正區(qū)的范圍擴(kuò)大了一倍，為±5.62°，使原A4碼道端點(diǎn)的誤差(3.5°)得到了有效校正。
本發(fā)明實(shí)施例在A4碼道設(shè)置第三校正區(qū)，用A4(封)、A3校正兩個(gè)最粗的碼道A2、A1的端點(diǎn)誤差，其校正范圍達(dá)到了極大值，即±22.5°。
權(quán)利要求
1.一種編碼盤(pán)角度計(jì)量誤差全碼校正法，其特征在于包含下列步驟通過(guò)對(duì)編碼盤(pán)和狹縫間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，并對(duì)各碼道的交變光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，獲得一組作為編碼盤(pán)角度計(jì)量的絕對(duì)周期碼的各位代碼輸出方波A1、A2、A3、A4……An-1、An；其中A1作為A2的封閉碼(A2封)；通過(guò)對(duì)編碼盤(pán)的精碼狹縫設(shè)置光電轉(zhuǎn)換，獲得兩個(gè)相位相差90°的原始方波精信號(hào)J和J封；對(duì)方波信號(hào)J封進(jìn)行信號(hào)電平后沿觸發(fā)逐次分頻，獲得一系列頻率依次成倍減小的90°相位輸出方波信號(hào)A3(封)、A4(封)……An-1(封)、An(封)；它們所分別作為A3、A4、A5……An-1、An的封閉碼；在編碼盤(pán)的任意碼道位置設(shè)置誤差校正區(qū)，在某校正區(qū)根據(jù)An-3、An-2、An-1、An(封)的奇偶判斷An-2的端點(diǎn)誤差，并進(jìn)行校正。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種編碼盤(pán)角度計(jì)量誤差全碼校正法。該方法解決了現(xiàn)有技術(shù)必須通過(guò)重新刻制編碼盤(pán)或狹縫才能變更角度計(jì)量誤差校正區(qū)的問(wèn)題。該方法通過(guò)對(duì)各碼道的交變光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和對(duì)最精位封閉碼進(jìn)行逐次分頻,獲得編碼盤(pán)角度計(jì)量的絕對(duì)周期碼和封閉碼的方波信號(hào),并通過(guò)對(duì)編碼盤(pán)任意碼道位置的誤差校正區(qū)的方波信號(hào)A
文檔編號(hào)G01D13/00GK1356533SQ0013203
公開(kāi)日2002年7月3日 申請(qǐng)日期2000年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月30日
發(fā)明者葉盛祥 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所