多圈光电轴角编码器在直线位移测量中的应用

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1、第13卷增刊光学精密工程Vol.13S�pp.2005年11月Op�ic�andPreci�ionEngineeringNo�.2005文章编号1004-924X�2005�增-0076-05多圈光电轴角编码器在直线位移测量中的应用张世轶1�2�韩旭东1�艾华1�1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所�吉林长春130033�2.中国科学院研究生院�北京100039�摘要�多圈光电轴角编码器是一种适用于大量程轴角位移精密测量的光电数字测角仪�其测量范围可超过整周�360��的几百倍�甚至上千倍�利用多圈光电轴角编码器具有分辨力高�精度高�体积小�量程大以及数字量输出等优点�设计了由高精

2、度齿轮同步带传动机构与16位多圈编码器组合而成的直线位移测量系统�并对系统的测长精度进行了检定�实验结果表明�修正后的系统测长误差低于0.065mm�可满足中低精度的工业测量要求�关键词�多圈编码器�轴角编码器�直线位移�长度测量中图分类号�TN762文献标识码�AA�����������������-�������������������������������������������������1�2�HANX�-dong1�AIH�a1ZHANGShi-�i�1.C�a������I����������O������F���M���a����a��P�������C������A�

3、a������S��������C�a������130033�C���a�2.G�a��a��S������C������A�a������S��������B������100039�C���a�A��������A�moderndigi�alpho�o�en�or�m�l�i-��rnpho�oelec�ricro�ar�encoderha�m�ch�echnical��periori��inmea��ringmechanical�haf�angledi�placemen���cha�higherpreci�ion�higherre�ol�-�ion�largermea��ring

4、�cale�farmore�han360��anddigi�alo��p��.Ane�long-di��ancelineardi�-placemen�mea��ring����emi�de�ignedb���ili�ingone16-bi�m�l�i-��rnop�icalencoderand�hemechani�mcompri�ed�hegearing�heel�and�hecon�e�orbel�.Thee�perimen�alre��l��pro�e�ha��hecorrec�ed����emicerror�canbedimini�hedinle���han0.065mmand�h

5、eind���rialmea��remen��i�hmedi�mandlo�acc�rac�req�iremen��canbeme�en�irel�.K��������ro�ar�encoder�m�l�i-��rnencoder�lineardi�placemen��leng�hmea��remen�收稿日期�2005-07-20�修订日期�2005-09-15.增刊张世轶�等�多圈光电轴角编码器在直线位移测量中的应用77都唯一对应一组二进制代码�因此利用光电轴角1引言编码器可实现轴角绝对位置的精密测量�光电轴角编码器�亦称光电角位置传感器�是集光�机�电为一体的数字测角装置�由于它具

6、有高精度�高分辨力�高频响�并且体积小�重量轻�可实现数字量输出等优点�被广泛应用于工业�军事�航空�机器人等各领域的自动化精密角位置测�1�量系统中�多圈光电轴角编码器(以下简称多圈编码器)�是在常规光电轴角编码器的基础上研制和开发的�是国内近几年出现的新型光电轴角编码器�常规的光电轴角编码器只有1个码盘(主光栅)�只能测量1个圆周内(0�:�,360�)的绝对角度值�而多圈编码器具有2个以上的码盘�在记录单圈信息的同时�还能记录旋转轴转过的总圈数�因此可实现大量程(超过360�)轴角绝对测量�由图1编码器基本结构图于多圈编码器只能直接记录角度值�而为了满足Fig.1Ba�ic��r�

7、c��reofencoder大行程直线位移测量要求�采用机械手段将多圈编码器与高精度齿轮同步带传动机构组合并用�可将长度测量化为角度测量�既能实现高精度测量�又兼顾大量程计量要求�在工业精密测量中具有一定的实用价值�2多圈编码器工作原理图28位绝对式码盘2.1基本结构多圈编码器与常规编码器的主体结构是相同Fig.28-bi�ab�ol��ecodedi�k的�其内部主要由光源�准直系统�光栅付(玻璃码盘和狭缝)�光电接收器�电子处理