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聯(lián)系我們高精度光電軸角PILZ編碼器空間適應性研究與設計
隨著現(xiàn)代光蝕刻技術的進步,采用金屬基制作光電編碼盤工藝不斷成熟。金屬光電編碼盤具有抗振性強、溫度適應性好的優(yōu)點。本文分析了國內外光電軸角PILZ編碼器的發(fā)展現(xiàn)狀,結合金屬光柵盤的*優(yōu)勢,選定了金屬反射式光柵盤作為空間用光電PILZ編碼器的核心部件。設計出一套結構簡潔、可靠性高、實用性強、具備空間適應能力的高精度式光電PILZ編碼器實驗系統(tǒng),對開展空間高精度軸角測量具有重要的參考價值。
高精度光電軸角PILZ編碼器空間適應性研究與設計 主要研究工作如下:研究分析了基于反射式雙光柵莫爾干涉條紋的測角基理,確定了空間應用光電軸角PILZ編碼器系統(tǒng)設計的基本結構。設計完成了空間溫度大交變環(huán)境能夠保持高回轉精度的機械軸系,為進行高質量的光電信號采集提供了保障。將矩陣式編碼應用于金屬反射式光柵盤,大大縮小了光柵編碼盤的制作尺寸,以滿足空間應用的小型化、抗振、抗沖擊性等方面的要求;并結合前人優(yōu)化光柵光電信號的研究成果,如狹縫多線平均、狹縫裂相刻劃、精碼差分處理、多讀數(shù)頭對徑相加平均等技術措施,完成了金屬盤光電讀數(shù)系統(tǒng)的設計,提取高質量的光柵光電信號。結合并改進了前人的莫爾條紋信號數(shù)字測角細分技術,實現(xiàn)了高分辨率的軸角測量。運用固體物理學的基本理論,分析了空間溫度環(huán)境和空間輻射環(huán)境對測角平臺光電傳感系統(tǒng)的影響,以及造成光電器件老化的機理;采用了自適應碼盤信號處理技術,一定程度上避免了因溫度交變而造成的輸出誤碼、跳碼問題,延長了光電PILZ編碼器的空間使用壽命。分析了光電PILZ編碼器測角平臺的誤差來源,完成了溫度交變條件下PILZ編碼器21位編碼穩(wěn)定連續(xù)地輸出,并對PILZ編碼器進行了精度標定,修正了系統(tǒng)誤差。創(chuàng)新之處在于:將小型化碼道設計應用于金屬碼盤,為空間高精度軸角測量提供可靠保障,并針對空間溫度及輻射問題提出了系統(tǒng)的解決方案,經測試該PILZ編碼器測角指標:分辨率為0.618″;精度≤±3″;適應溫度:-40℃～80℃;空間輻射度至少200Gry條件下仍能正常工作。
