光电编码器误差补偿及精度校验-论文.pdf

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1、第36卷第3-4期长春理工大学学报（自然科学版）Vol.36No.3-42013年8月JournalofChangchunUniversityofScienceandTechnology（NaturalScienceEdition）Aug.2013光电编码器误差补偿及精度校验李晨冉，曹国华，丁红昌（长春理工大学机电工程学院，长春130022）摘要：编码器由于码盘刻划精度、轴系跳（晃）动、安装工艺、环境干扰等原因，必然存在误差。为了提高编码器的精度，减小测量误差，本文首先针对编码器误差源进行了分析，并提出了基于BP神经网络的误差补偿方法，在实际应用中经过补偿

2、后误差由20″提高到了2″以内，然后对其进行了精度校验，此校验方法主要利用激光干涉仪对编码器相对转角量进行检测。最后利用LabVIEW虚拟仪器对此校验系统进行了设计，并对实验所得数据进行了数据处理和分析。关键词：编码器；误差补偿；神经网络；精度校验；LabVIEW中图分类号：TP202文献标识码：A文章编号：1672-9870（2013）（3-4）-0020-03EncoderErrorCompensationandCalibrationLIChenran，CAOGuohua，DINGHongchang（SchoolofMechatronicalEngin

3、eering，ChangchunUniversityofScienceandTechnology，Changchun130022）Abstract：Encodersmusthaveerrorsduetorulingprecision,rotaryaxisexcursion,installationtechnology,externaldis-turbance,etc.Inordertoimproveaccuracyandreduceerror,thesourcesoftheerrorareanalyzed,andanerrorcom-pensationme

4、thodbasedonBPneuralnetworkareputforward.Aftercompensationtheerrorwasdecreasedfrom20″to2″.Therelativeamountofangleisdetectedusinglaserinterferometertocompleteaccuracycalibration.Finally,thecalibrationsystemisdesignedbyusingLabVIEWvirtualinstrument,andtheexperimentaldataareprocessed

5、andanalyzed.Keywords：encoder；errorcompensation；neuralnetwork；accuracycalibration；LabVIEW光电轴角编码器是一种集光、机、电一体的数字精度。测角装置，按照编码方式主要分为增量式和绝对式1误差分析［1］两种，无论增量式还是绝对式都存在误差。编码器误差来源复杂，且误差非线性分布，很难建立一种目前编码器的安装调试大部分还是人工安装调数学模型对其进行完整的描述和解决。对于高位编整，必然存在安装调整误差δ，主要表现为：码盘和码器而言主要通过码盘精码信号细分达到提高分辨狭缝安装偏心、端

6、面跳动和调零机构的调整误差［2］率的目的，因此减小细分误差是提高编码器精度的等。安装偏心影响较严重，且对码道圈间位置的一种有效手段，但细分精度受到码盘精度、轴系跳影响是一个周期函数，其公式为：动、安装工艺等因素的限制，细分误差严重的影响到δ=±[(R-r)/R匭r]e匭ρ″匭sinα（1）了编码器的精度。利用神经网络对编码器误差进行式中R和r为外和内圈码道半径，e为偏心量，ρ″补偿，不需要对编码器的误差规律进行深入分析，只为弧度化角秒的转换系数206265″，α为偏心方向需要通过高精度检测仪器建立期望目标值，经过神与狭缝间夹角。经网络将编码器实测值训练成距

7、目标值有微小误差对于高位编码器而言，其精度也取决于精码信的期望值，再将神经网络仿真后获得的建模仿真参号的细分误差，细分误差来自码盘精度、轴系跳（晃）数编程烧写到编码器的单片机中即可提高编码器的动、光电信号质量、装调工艺、电路处理方案、PCB收稿日期：2012-09-04作者简介：李晨冉（1987-），男，硕士研究生，E-mail：lichenran@126.com。通讯作者：曹国华（1965-），男，教授，博士生导师，E-mail:jidiancao@yahoo.com.cn。第3-4期李晨冉，等：光电编码器误差补偿及精度校验21工艺、调试工具等各个环节。

8、高精度编码器误差一此θ是理想细分角度，实际细分角度为θ+Δθ，其中