一种基于电脉冲插值细分的角度测量系统.pdf

《一种基于电脉冲插值细分的角度测量系统.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2010年第4期工业仪表与自动化装置·47·一种基于电脉冲插值细分的角度测量系统赵浩，冯浩(1．浙江工业大学信息工程学院，杭州310014；2．嘉兴学院，浙江嘉兴314001)摘要：针对普遍使用的高精度光栅角度传感器在机械物理条件上细分角度这一难题，提出了一种新结构的角度测量系统，原理是通过对电光栅的机械角进行高频脉冲线性插值细分，简化了传感器的机械结构和难度。通过实验对测量系统的误差进行了分析测试，提出了对转速均匀性的探讨，特别是针对驱动电机旋转时每周内转速变化的情况进行了研究和探讨，并采用交流异步测速电

2、机对不同种类的电机进行了实际的测量比较。最后经过实验验证，该角度测量系统在理论上可以达到很高的精度，具有很好的应用前景。关键词：角度；FPGA；高频脉冲；单片机；超声波电机中图分类号：TP212文献标志码：A文章编号：1000—0682(2010)04—0047—06AnglemeasurementsystembasedoninterpolationsubdivisionwithelectricalpulsesZHAOHao。FENGHao，(1．CollegeofInformationEngineerin

3、g，ZhefiangUniversityofTechnology，Hangzhou310014，China；2．JiaxingUniversity，ZhejiangJiaxing314001，China)Abstract：Anewstructureangleseusorispresented，theprincipleofsystemislinearinterpolationsubdivisiontoelectricgratingwithhigh—frequencypulses，themechanicalst

4、ructureanddificultyofsen-sorissimplified，avoidingsubdivisionangleonphysicalconditiontotheordinaryhighaccuracyanglesensor．Throughtheerrorofsystemisanalysedandtestedbyexperiments，researchanddisccussionofspeeduniformityispresented，especiallytoth'eeverycircles

5、peedofdrivemotor．TestandcomparisonofthespeeduniformitytomanykindsofmotorwithACinductionmotor．Thehightheoreticalaccuracyofmeasurementsystemisverifiedaccordtothetest，SOthissystemispromising．Keywords：angle；FPGA；high—frequencypulse；single—chipmicroprocessor；US

6、M种新型的通过对电光栅进行高频脉冲插值线性细分0引言机械角的角度测量系统，从而大大简化了传感器的在角度测量中，无论是静态测量，还是动态测机械结构和难度，相对于目前普遍使用的高精度光量，都会用到传感器获取角度量的信息，再通过转换栅角度传感器，其避开了在机械物理条件上细分角电路转换成电量输出。度这一难题，在理论上为精度的提高留下了很大空光栅测量技术一般是以光栅相对移动所形成的间，具有很好的应用前景。莫尔条纹信号作为基础的，当光栅相对移动时，透射1角度测量原理与系统构成光的光强度呈周期性变化，通过光电传感器便可得

7、到对应的周期性变化的电信号，对此信号进行一系1．1角度传感器的测量原理列的处理，即可获得光栅的相对位移量。光栅刻线角度传感器的结构示意图如图1所示。传感器越多，测量精度也越高，但是这对加工技术的要求及的核心部件由开有一条窄缝的光栅转盘、静光电传其成本也随之提高。针对这一问题，该文提出了一感器(传感器底座相对固定)和动光电传感器(一对光电传感器构成，位于光栅转盘的两面，与外部角度收稿日期：2009—10—13作者简介：赵浩(1983)，男，河北石家庄人，硕士研究生，研究输入轴相联，随外部角度输入轴旋转而转动)

8、组成。方向为电机与检测。运行时，光栅转盘由转速均匀的驱动电机驱动做匀·48·工业仪表与自动化装置2010年第4期速旋转，当光栅转盘窄缝经过静传感器时，静传感器N。此时相对于初始位所转过角度0=0。一0o，且的反射型光电传感器输出脉冲信号，当光栅转盘窄N~-NO=x360~=×36。。(2)缝经过动传感器时，动传感器光电传感器输出脉冲信号，随着光栅转盘的连续旋转，静、动传感器分别当Nl