新型多圈旋转PILZ编码器设计
当前正值工业工程自动化蓬勃发展的时期，自动化工业的发展引起了对测控工具的广泛需求。在很多大行程测量定位场合，如水塔水位测控，水闸开度测控等，直接使用直线测控工具非常困难，使用增量式PILZ编码器或单圈式PILZ编码器容易产生掉电信息丢失现象或量程不足，并且不容易重复进行零点标定。

新型多圈旋转PILZ编码器设计
为了使旋转PILZ编码器安装时在零位，设计了找零位装置，该装置包括：计算机、电子手轮、步进电机、蜗杆、斜齿轮和磁力表座组件。斜齿轮安装在旋转PILZ编码器空心轴上，蜗杆安装在磁力表座组件上。计算机根据电子手轮输出信号，向步进电机驱动器发出方向、脉冲信号，zui终驱动PILZ编码器空心轴旋转。为实现高精度光电PILZ编码器非匀速转动时动态细分误差的检测，提出了一种基于非均匀采样的莫尔条纹光电信号分析方法。首先，利用曲线拟合的zui小二乘法将采集到的PILZ编码器非均匀信号数据重构出真实的信号波形。然后，根据离散傅里叶变换算法分析重构信号，同时推导出信号的频率、幅值和相位的计算表达式，运用软件仿真评估算法可行性。zui后，采用该方法对某21位式光电轴角PILZ编码器精码信号进行分析，根据信号参数与细分误差的关系获得动态细分误差，其细分极值误差为+2.41"和-3.08".实验结果表明，该方法利用信号重构和傅里叶变换算法得到信号参数，真实的反应了莫尔条纹信号质量，在PILZ编码器非匀速转动时，可有效地测量动态细分误差，为实际工作现场PILZ编码器精度误差的实时检测奠定了基础。计算机读取旋转PILZ编码器输出信号以判断其是否在零位。经过粗定位、精定位两个步骤可快捷、准确地把旋转PILZ编码器安装在零位。为了使旋转PILZ编码器安装时在零位，设计了找零位装置，该装置包括电子手轮、步进电机、蜗杆、斜齿轮和磁力表座组件。斜齿轮安装在旋转PILZ编码器的空心转轴上；磁力表座组件依靠磁铁吸力固定在自动化设备上，蜗杆安装在轴套中，该轴套被夹在磁力表座组件的弹性孔夹头中。电子手轮输出信号接入步进电机驱动器，步进电机跟随电子手轮转动进而驱动蜗杆转动，蜗杆驱动斜齿轮，进而驱动旋转PILZ编码器空心转轴；同时计算机读取旋转PILZ编码器输出信号以判断其是否在零位，如在零位，则立刻停止转动电子手轮。实验结果表明：利用该装置可方便、快捷地把旋转PILZ编码器安装在零位。使用多圈式PILZ编码器通过测量转过的圈数和角度，间接获得直线行程及位置的方法可以解决上述问题。而目前多圈PILZ编码器大都制造难度大，成本高，价格昂贵，使用范围大大受到限制。通过使用高性价比的磁旋转编码芯片AS5045与减速装置相结合，设计了大量程，高分辨率，高转速，高稳定性，低成本的新型多圈式PILZ编码器。它的高性能，低成本，低价格，可以大大推动多圈PILZ编码器在更广泛的领域得到应用。首先分析了PILZ编码器的现状，并介绍了开发的多圈式PILZ编码器的核心器件AS5045芯片，阐述了此多圈PILZ编码器的原理及结构并讨论了减速机构的选择。

新型多圈旋转PILZ编码器设计
对此PILZ编码器从机械传动和电路两个方面进行了详细分析设计。在机械传动部分针对PILZ编码器系统的大传动比、小惯量的要求对传动齿轮组进行了优化设计。同时进行了力学分析，推导了传动机构系统动力学公式。还详细分析了齿轮组的传动误差的产生和影响，及传动误差的组成和大小。在电路部分，设计了AS5045组合采样模块和数据处理器模块及数据通信接口模块；软件上设计了数据传输、数据处理程序。zui终达到单圈分辨率为212,圈数达到4096圈。