时栅角位移传感器误差修正及其测试系统.pdf

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1、2012钲仪表技术与传感器2012第9期InstrumentTechniqueandSensorNo．9时栅角位移传感器误差修正及其测试系统高忠华，陈锡侯，郑方燕(1．重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心，重庆400054；2．合肥工业大学仪器科学与光电工程学院，安徽合肥230009)摘要：研制了一种全自动时栅角位移传感器测试系统，用来实现对传感器系统误差的修正。该系统采用光栅作为基准仪器，在一个圆周内分别采集若干个时栅角位移数据和光栅角位移数据，通过串行口送计算机。同时，ARM处理器根据计算机给定的设定值

2、控制电机转过相应的角位移，实现了系统误差数据的自动采集。该系统中使用了一种基于最小二乘法误差修正算法，计算机根据该算法，对传感器的系统误差进行自动修正，修正后的精度可达±1”。关键词：时栅；误差修正；自动测试中图分类号：TP206文献标识码：A文章编号：1002—1841(2012)09—0075—03ErrorCalibrationandTestSystemforTimeGratingAngularDisplacementSensorGAOZhong—hua’，CHENXi—hou，ZHENGFang—yan(1．E

3、ngineeringResearchCenterofMechanicalTestingTechnologyandEquipment(MinistryofEducation)，ChongqingUniversityofTechnology，Chongqing400054，China；2．SchoolofInstrumentationScienceandOpto-electronicsEnginering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)Abstract：Anau

4、tomatictestsystemfortimegratingangulardisplacementsensorWaSdevelopedtocalibratesystemerorsofthesensor．Signalsofopticalgrating(usedasthecriterioninstrument)andtimegratingsampledrespectivelyformacircleofsen—SOtSaresenttocomputerbyserialport．Meanwhile，motorturnscor

5、respondingangulardisplacementcontrolledbyARMaccordingtothesettingvaluegivenbythecomputer．Dataauto—acquisitionofsystemerrorswasconsequentlyrealized．Anen'orcalibrationalgo—rithmWaSusedbasedontheleastsquaremethod(LMS)inthistestsystem．Systemerorcalibrationisautomati

6、callymadefortimegratingbythecomputeraccordingtothisalgorithmandthepreciseoftimegratingcanreachto．4-2”aftercalibrating．Keywords：timegrating；errorcalibration；automatictest0引言时栅角位移传感器是一种全新原理的传感器，其测量精度经中国测试技术研究院检定其原理样机精度达±0．8，【。实圜r=一．===—————————————荜—]光栅I际生产中，时栅在出厂

7、前必须进行精度检测并给出测试报告，因此，对每一台产品都需要有一个测试校准的过程J，并且要确保校准过程的快速准确，如果靠人工完成这项工作，效率很图1时栅角位移传感器自动测试系统低，这就阻碍了时栅传感器的大批量生产和进一步向产业化的部件，经过一定的传动比带动转台转动。高精度时栅角位移传转变。因此，设计了集“数据采集、处理和控制”于一体的全自感器的角度信息通过串口RS一232实时送给ARM处理器，作动时栅角位移传感器测试系统，不但可以大幅度地提高生产效为位置控制的反馈信号，ARM根据计算机给定的设定值，按照率，而且利用比对数

8、据可以进一步对时栅传感器的系统误差进一定的控制算法来控制步进电机转过相应的角位移，定位完成行修正，从而提传感器的测量精度。实践证明，该系统具有自后，ARM处理器通过USB向计算机发送“定位完成”信号，计算动化程度高，定位精度准确，运行稳定，操作简便等优点，对于机通过串口开始采集时栅与光栅的角度值，并进行实时显示与类似的角位移传感器