基于線陣探測(cè)器的絕對(duì)軸角編碼技術(shù).pdf

1、光電軸角編碼器是一種采用光電技術(shù)，將角位置、角位移及角速度等物理量轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)的精密角度傳感器。由于其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、分辨率高、非接觸、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于航空航天、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。
　　 隨著國(guó)防、自動(dòng)化等行業(yè)和領(lǐng)域?qū)S角編碼器應(yīng)用需求的提高，高分辨率、小型化、智能化成為軸角編碼器的發(fā)展趨勢(shì)。傳統(tǒng)的光電軸角編碼器存在著尺寸和分辨率之間的矛盾，小尺寸的編碼器往往分辨率不高，而高分辨率意味著尺寸大。
　

2、　 為了解決軸角編碼器尺寸與角度分辨率之間的矛盾，同時(shí)提高編碼器的響應(yīng)頻率，本文提出了一種基于線陣探測(cè)器的單圈絕對(duì)式光電軸角編碼器。該編碼器使用了一種新的單圈絕對(duì)式編碼盤，整個(gè)碼盤只有一個(gè)碼道，用碼道上透光扇區(qū)和遮光扇區(qū)分別表示二進(jìn)制“1”和“0”，將7位二進(jìn)制編碼按照一定的規(guī)律直接刻在這個(gè)單圈的碼道上，碼盤圖像經(jīng)光學(xué)放大后被線陣探測(cè)器接收，然后利用FPGA控制電路將線陣探測(cè)器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，傳送至計(jì)算機(jī)，最后運(yùn)用軟件編程對(duì)

3、數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼處理--首先把所獲得灰度的圖像進(jìn)行二值化處理，進(jìn)而從二值化圖像中讀取粗碼，然后利用細(xì)分技術(shù)從灰度圖像中獲得細(xì)碼，最后兩者相結(jié)合得到角度信息。
　　 利用上述技術(shù)，設(shè)計(jì)研制了一個(gè)碼盤直徑為40mm的7位單圈絕對(duì)式編碼盤；設(shè)計(jì)了基于FPGA的硬件電路板，用于視頻采集和傳輸；運(yùn)用Microsoft Visual C＃編寫軟件處理程序，用于從視頻數(shù)據(jù)中解譯出角度信息；裝配完成一個(gè)單圈絕對(duì)式軸角編碼器，在此基礎(chǔ)上，搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)