刘晴晴 韩利军 任 磊 邵春江

北京航天自动控制研究所, 北京100854

基于增量式光栅编码器的高精度角位移测试方法

刘晴晴 韩利军 任 磊 邵春江

北京航天自动控制研究所, 北京100854

针对增量式光栅编码器，给出一种四倍频细分结合A/D转换计算反正切的方法，测量编码器转过的角位移。经验证，该方法能有效提高增量式光栅编码器的分辨率，得到较高的角位移测量精度。 关键词 增量式光栅编码器；四倍频细分；反正切计算；角位移测量

光栅编码器是一种集光、机、电于一体化的数字化检测装置，是通过光电转换将电机转子的角位移量转换成数字量的传感器，具有分辨率高、精度高、可靠性好、测量范围广和使用寿命长等优点，因此，被广泛应用于航空航天、自动流水线和高精度测速系统等诸多领域中[1]。光栅编码器按照其测量原理又分为绝对式光栅编码器和增量式光栅编码器。绝对式光栅编码器通过对应电动机轴角位置的编码值获得绝对位置信息，不需要测定零位，但价格相对其他方式较为昂贵[2]。增量式光栅编码器直接利用光电转换原理输出矩形波脉冲信号，它的优点是结构简单、机械平均寿命长、可靠性高、抗干扰能力强和传输距离远；缺点是只能输出轴转动的相对位置信息[3]。

本文基于运动控制系统中常见的增量式光栅编码器，进行高精度的角位移检测方法研究。现在常用的零位检测电路采用单限电压比较器，存在抗干扰能力差的问题。……