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随着科学技术的发展,特别是航天、航空技术中对目标的快速、精确跟踪和瞄准的需要,对光电轴角编码器的性能指标提出了越来越高的要求。目前普遍采用电子学细分技术来提高编码器细分的精度,因此,对于高精度轴角编码器而言,细分误差对整体精度影响很大。本文介绍了编码器光电信号的形成及特点,电子学细分的方法,通过实验数据说明光电信号补偿对保证编码器测角精度的必要性。以自动增益控制和相关相位测量法为核心技术,对编码器光电信号进行采集分析,一方面对信号的幅值进行控制,自动补偿由于外部原因引起的信号幅值变化,另一方面以锁相环为基础,采用相关法实现相位测量,此方法可以有效提高信号间的正交性。在电路设计方面,以ARM7处理器为核心处理器,对编码器细分信号进行采集和处理,并将处理结果存储于非易失性存储器中,供编码器在工作中随时调用。工作的积极意义在于:
1.运用锁相倍频技术对两路光电信号进行整周期采样,利用软件的方法对两路信号的相位关系做出调整,极大的提高了两路信号的正交性;
2.实现了光电信号的幅值和相位补偿。这种补偿方法具有实时性好、精度高、抗干扰能力强等优点,保证了编码器在恶劣环境和复杂的条件下精密测角的要求,是提高编码器的可靠性和可维护性一种切实可行的方法。
3.搭建了简易的编码器光电信号处理平台,以有利于便捷直观的观察实验结果。