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随着科技的进步,角位移传感器应用越来越广泛。光刻技术的快速发展及光电编码器价格降低加速了光电编码器在工控系统中的应用,光电编码器因为具有良好的分辨率和精度而受到人们的青睐,相比之下磁电编码器分辨率和精度相对较低,许多场合下不能满足当前控制系统的高精度要求,但是磁电式编码器以其非接触的工作方式,耐油污,不易受结露环境影响及良好的抗振性等优点,在恶劣环境中仍然得到广泛的应用,为提高磁电式编码器分辨率及精度,本文采用标定查表算法,研制一款高精度的四对极磁电式编码器。本课题首先分析新型单对极磁电式编码器安装偏差引起的角度误差,并且为解决安装偏差的影响,提出了采用标定原理设计编码器,有效避免制造及安装误差对编码器精度的影响。针对基于信号细分原理的磁电式编码器,分析了磁场信号非线性对提高编码器分辨率的限制,提出了采用多相信号分区间查表的信号处理方式,既降低了信号处理对微处理器的要求,又克服了信号非线性对提高编码器分辨率的限制。为解决信号噪声对编码器精度的影响,提出了双磁钢结构的多对极磁电式编码器。为确定编码磁钢的设计方法,分析了编码磁钢磁极分布序列特点,并且深入研究编码理论中的伪随机序列,针对细分磁钢周期数为2n -1,2n及在2n-1 ,2n -1之间时,分别提出了利用m序列,M序列,及截断m序列来设计编码磁钢,并详细描述了m序列,M序列,及截断m序列产生方法,设计了四对极编码器的编码磁钢。在样机设计过程中,提出三种信号发生方案,采用有限元软件ANSYS对三种结构进行仿真,从存在干扰,磁屑积累对产生信号的影响方面进行比较,确定最优的信号发生方案。以32位微处理器μPD70F3452为核心设计了编码器的信号处理电路,软件上采用低通滤波去除噪声,并设计了绝对角度计算程序。本课题研制了四对极编码器样机,采用最小二乘法设计制表程序,对编码器进行标定,并采用长春禹衡的15位光电编码器对样机进行分辨率及精度检测,样机实现了分辨率为±1.3′,精度为±3′的绝对式角位移检测。为推进编码器的产业化转化,本课题对误差产生原因进行研究,为实现软件纠正做铺垫。