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编码器光电信号参数测量及细分误差评估

作　者: 佘琳
导　师: 冯长有
学　校: 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 光电轴角编码器 莫尔条纹信号 光电信号 细分误差 精度检测
分类号: TN76
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 393次
引　用: 7次
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内容摘要


随着科技的发展，对光电轴角编码器的指标提出了越来越高的要求。由于单纯依靠制造上刻划更细的光栅来提高光电轴角编码器的分辨率是很难实现的，目前普遍采用光电信号细分技术来提高光栅系统的精度和分辨率。对于高精度、高分辨率光电轴角编码器来说，光电信号细分误差对光电轴角编码器整体精度的影响很大并且在光栅节距较小、细分份数较多的情况下，分辨力误差很难检测。因此需要研究一种可以在各种使用条件下既能精确评价、方法又比较简单的细分误差评估方法。 通过分析莫尔条纹信号的各种信号质量指标对光电轴角编码器细分误差的影响，Lissajou图特性及其在细分误差测量中的应用，研究出光电轴角编码器光电信号参数测量及细分误差评估的动态测试方法，并针对这一方法通过硬件及软件技术的结合，设计出一套光电轴角编码器细分误差的检测系统。 本文介绍的检测系统是由一块14位的A／D转换卡和应用Visual Basic 6.0语言编写的实时采集、计算操作系统组成。本系统的优点是： 1、操作简单、易于使用。 2、应用条件不受限制，只要有满足条件的输入信号便有误差结果输出。 3、可以实现实时输出。 4、提高了测量效率、缩短检测时间。 实验研究表明，此系统可以实现光电轴角编码器光电信号参数测量及细分误差评估的实时动态检测。并且，编码器光电信号参数的测量及细分误差的评估对了解编码器实际应用条件下精度的变化有重要意义。

全文目录


目录  3-5
摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
第一章 前言  7-10
  1.1 引言  7-8
  1.2 编码器精度检测  8-9
  1.3 本文主要研究内容  9-10
第二章 莫尔条纹信号细分的方法  10-21
  2.1 莫尔条纹信号的形成及特点  10-16
    2.1.1 莫尔条纹的形成  10-12
    2.1.2 莫尔条纹信号的质量  12-14
    2.1.3 电子学细分的莫尔条纹原始信号  14-15
    2.1.4 莫尔条纹的傅立叶级数  15-16
  2.2 莫尔条纹信号细分的方法和分类  16-19
    2.2.1 电子学细分的概念  16
    2.2.2 计算法细分  16-19
  2.3 计算法细分误差的形成  19-21
第三章 Lissajou图特性及其应用  21-37
  3.1 常规Lissajou图的应用  21
  3.2 Lissajou图的高级应用  21-22
    3.2.1 概述  21-22
    3.2.2 Lissajou图分析的数学基础  22
  3.3 Lissajou图的频率信息  22-26
  3.4 Lissajou图的误差信息  26-37
    3.4.1 插补误差  26
    3.4.2 Lissajou图与插补误差的数值分析  26-37
      3.4.2.1 直流电平偏离预定值  26-28
      3.4.2.2 两路信号幅值不等  28-29
      3.4.2.3 两路信号不正交  29
      3.4.2.4 二次谐波幅值  29-32
      3.4.2.5 二次谐波相位  32-34
      3.4.2.6 三次谐波幅值  34-35
      3.4.2.7 三次谐波相位  35-37
第四章 系统软、硬件设计  37-51
  4.1 光电信号参数的分析方法  37-38
  4.2 光电信号参数的计算方法  38-47
    4.2.1 直接计算光电信号参数  38
    4.2.2 Lissajou图形处理  38-39
    4.2.3 计算机仿真计算  39-47
  4.3 系统硬件设计  47-48
  4.4 系统软件设计  48-51
    4.4.1 检测系统的原理框图  48-49
    4.4.2 系统工作流程图  49-50
    4.4.3 细分误差计算程序设计  50-51
第五章 实验结果和误差分析  51-66
  5.1 实验方法  51-52
    5.1.1 实验步骤  51
    5.1.2 信号采集系统带来的误差  51-52
  5.2 莫尔条纹信号是正弦波的误差  52-58
  5.3 莫尔条纹信号是三角波的误差  58-66
    5.3.1 基于正弦波的图形法计算  58-64
    5.3.2 基于三角波的图形法计算  64-66
第六章 结束语  66-67
参考文献  67-69
作者简历  69
发表文章  69-70
致谢  70-71

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 调制技术与调制器、解调技术与解调器
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