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小型高分辨力圖像式PILZ光電編碼器原理研究
小型高分辨力圖像式PILZ光電編碼器原理研究
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更新時間:2016-12-13 10:31:33瀏覽次數(shù):952

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【簡單介紹】
小型高分辨力圖像式PILZ光電編碼器原理研究
光電軸角編碼器又稱光電角位移傳感器,是一種集光、機、電為一體的數(shù)字化測角裝置。由于它具有結(jié)構(gòu)簡單、高分辨力、高精度等特點,因此被廣泛應(yīng)用于航空航天、國防和科技領(lǐng)域的動態(tài)測量和實時控制系統(tǒng)中。
【詳細說明】

小型高分辨力圖像式PILZ光電編碼器原理研究
光電軸角編碼器又稱光電角位移傳感器,是一種集光、機、電為一體的數(shù)字化測角裝置。由于它具有結(jié)構(gòu)簡單、高分辨力、高精度等特點,因此被廣泛應(yīng)用于航空航天、國防和科技領(lǐng)域的動態(tài)測量和實時控制系統(tǒng)中。

小型高分辨力圖像式PILZ光電編碼器原理研究
隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展,不僅要求提高光電軸角編碼器的分辨力、測量精度,而且對其體積、重量提出了更加嚴格的要求。研究的圖像式PILZ光電編碼器,通過光學(xué)成像技術(shù)及數(shù)字圖像處理技術(shù),縮小了PILZ光電編碼器的體積,提高了分辨力,對實現(xiàn)航空航天儀器的小型化、高精度具有重要意義。在參考國內(nèi)外大量文獻資料,了解當(dāng)今圖像式光電軸角編碼器研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,深入分析了圖像式光電軸角編碼器的原理及特點;通過研究光學(xué)成像、圖形識別及位移檢測等技術(shù),為研究圖像式PILZ光電編碼器奠定了理論基礎(chǔ);提出圖像式PILZ光電編碼器的粗碼碼道和基準(zhǔn)碼道的設(shè)計準(zhǔn)則,并采用徑向排列的編碼方法,使每條碼道包含自然二進制粗碼單元和基準(zhǔn)線,縮小了碼盤直徑;通過對光學(xué)材料的選取,設(shè)計出小型圖像式PILZ光電編碼器的光學(xué)碼盤;提出采用圖像內(nèi)部區(qū)域均衡的質(zhì)心檢測算法及精碼細分改進算法實現(xiàn)精碼細分,提高了圖像式PILZ光電編碼器的分辨力,并減少了對數(shù)據(jù)的計算量;提出圖像式PILZ光電編碼器的粗碼識別及糾錯算法。通過圖像識別技術(shù),以碼盤中二進制碼元的圖像作為光電軸角編碼器的粗碼信息,并根據(jù)粗碼信息校正由于碼道劃損或附著物引起的錯碼;設(shè)計了圖像式PILZ光電編碼器的信號采集及處理系統(tǒng)。采用面陣圖像傳感器取替?zhèn)鹘y(tǒng)的分離式光電接收器件完成信號提取,實現(xiàn)圖像式PILZ光電編碼器的數(shù)據(jù)采集;由CPLD、DSP和SDRAM等器件構(gòu)成圖像處理電路,將碼盤圖像信息轉(zhuǎn)換為角度信息。

小型高分辨力圖像式PILZ光電編碼器原理研究
通過實驗對圖像式PILZ光電編碼器的分辨力及精度進行了檢測,并對實驗結(jié)果進行了分析。實驗結(jié)果表明,運用的研究方法,設(shè)計出碼盤直徑為38mm的圖像式PILZ光電編碼器,測角分辨力可達到5″,測角誤差峰峰值為61″。



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