高精度微型式光电PILZ编码器的关键技术
式光电PILZ编码器是通过把光信号转换成电信号输出位置信息的传感器。相比增量式光电PILZ编码器,它具有输出数据只对应一个位置、不需要零位、断电重启之后也无需寻找零位、无累计误差等优点。

高精度微型式光电PILZ编码器的关键技术
式PILZ编码器广泛的应用在机器人、数控机床、雷达、经纬仪等自动化领域中,在军事与航空航天等要求高精度、空间小、测量范围超过2π相位角的时候,单圈式光电PILZ编码器就不能满足要求,需要多圈式光电PILZ编码器代替。在分析了传统的式光电PILZ编码器的工作原理与组成的基础上,采用了矩阵式编码的码盘,完成了16位式光电PILZ编码器码盘的制作,减小了高位数PILZ编码器的体积。阐述了高精度码盘尺寸与PILZ编码器精度之间的约束关系。码盘与狭缝盘的制作材质选用K9玻璃,它具有良好的透光性,可以提高光电PILZ编码器的精度。介绍了PILZ编码器码盘所采用的八象限矩阵编码(即八矩阵码)原理,对比传统四象限矩阵码,八矩阵编码的优点在于它仅需两圈就可以实现10位自然二进制编码:码盘*圈四路信号实现格雷编码的高三位,第二圈八路信号实现格雷编码的低七位;再经格雷编码与自然二进制的译码关系,得到10位自然二进制码。运用错位移相的方法设计了狭缝的精码窗口,获得了圆光栅莫尔条纹;同时,采用单头读数,减少了发光元器件(光源)的数量。同时给出了系统的狭缝盘中狭缝的宽度。由于机械多圈PILZ编码器的组成与结构非常复杂,影响精度的因素比较多,并且不能保证PILZ编码器的精度与理想的精度相符。所以采用增量式与式PILZ编码器组合的方式实现多圈式光电PILZ编码器的功能。考虑到式PILZ编码器的精度,zui终通过对精码道莫尔条纹的正切细分的方法提高PILZ编码器的位数与精度。围绕高精度微型式光电PILZ编码器的关键技术设计了基于C8051F310单片机的微型高精度PILZ编码器的系统。实现了其中的光学系统、信号处理系统与数据传输系统的硬件设计,并对其中的信号处理、译码、数据传输、正切细分等部分进行了软件编写。同时给出了系统zui终的实物图与实验结果图,并对结果进行了深入的分析。