肖 猛，赵 浩，冯 浩，李洪武

（1.杭州电子科技大学，浙江 杭州 310018；2.嘉兴学院，浙江 嘉兴 314001）

1 引言

增量式光栅编码器是通过光电转换将转子角位移转换成数字量的传感器，具有分辨率高、制造成本低、可靠性好、测量范围广和使用寿命长等优点，在自动化流水线和高精度测量系统中应用广泛［1～3］。

增量式光栅编码器用于测量旋转角参数时，多针对编码器的性能和可靠性［4，5］、滤波去噪和误差修正［6，7］以及安装与对准方式进行分析和研究［8，9］；对于不同分辨率下的误差研究较少，若光栅编码器测量时选取的分辨率不合理，可能会产生较大的误差。

基于此，本文对同一角振动正弦激励源，采用永磁式旋转角加速度传感器［10］和增量式光栅编码器，对不同分辨率下系统的角加速度输出波形和频谱数据进行对比分析，剖析编码器误差的产生原因，讨论了增量式光栅编码器分辨率的选择依据。

2 永磁式旋转角加速度传感器

永磁式旋转角加速度传感器结构如图1所示，主要包括：隔磁铜套、永磁磁钢、外铁心、杯型转子、内铁心和输出绕组。其中隔磁铜套的作用是为了保证永磁磁钢形成的磁场经过外铁心、空气隙、杯形转子和内铁心后形成闭合回路。

图1 传感器结构图Fig.1 Sensor mechanical structure

传感器工作原理如图2所示，工作时与被测转轴同心连接，当系统以恒定速度运行时，杯型转子以恒定转速切割永磁磁通，产生恒定的感应电动势和电流，感应电流产生磁通也为恒定磁场，虽然该磁通与输出绕组匝链，但由于磁通恒定，输出绕组的感应电动势为零；……