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光电轴角编码器细分信号误差及精度分析 被引量：105
1
作者 王显军 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期379-386,共8页
高分辨力光电编码器通常利用码盘精码两路正交的正、余弦信号,通过细分达到高分辨力。为使细分技术更加完善,本文对细分误差进行了专题研究。分别对信号直流分量误差、幅值误差、相位误差、谐波分量误差、噪声误差和量化误差等进行了数... 高分辨力光电编码器通常利用码盘精码两路正交的正、余弦信号,通过细分达到高分辨力。为使细分技术更加完善,本文对细分误差进行了专题研究。分别对信号直流分量误差、幅值误差、相位误差、谐波分量误差、噪声误差和量化误差等进行了数理分析,通过对细分误差的特性分析,得出了误差规律及其计算公式,形成了比较完整的光电编码器细分误差及精度分析的数理结果。结果表明,一般情况下细分精度在1.5%左右。文章指出,利用码盘精码通过细分提高分辨力,应在码盘选择、轴系设计、信号提取、电路设计、工艺调试等各个环节充分考虑细分误差的影响。研究结果可用于在产品设计时,合理进行误差分析与分配,预估产品的精度,为减小设计误差提供参考。 展开更多
关键词 光电编码器 轴角编码器 细分误差 精度分析
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光栅莫尔条纹数字细分技术及其误差分析 被引量：19
2
作者 袁小滨 李怀琼 《西安公路交通大学学报》 CSCD 北大核心 2001年第1期113-115,共3页
提出在圆光栅作为分度基准的高精度测量仪器中 ,利用 A/ D转换器和单片机 ,采用软件编程的方法 ,对光栅读数头输出信号进行新的构建 ,形成一分段线性函数。实现了莫尔条纹八细分 ,从而使角度测量达到较高的精度。与传统的细分法相比 ,... 提出在圆光栅作为分度基准的高精度测量仪器中 ,利用 A/ D转换器和单片机 ,采用软件编程的方法 ,对光栅读数头输出信号进行新的构建 ,形成一分段线性函数。实现了莫尔条纹八细分 ,从而使角度测量达到较高的精度。与传统的细分法相比 ,硬件电路简单 ,细分误差小 ,且便于误差修正。 展开更多
关键词 莫尔条纹 光栅 误差分析 数字细分技术 高精度测量仪器
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新型光栅信号数字细分技术及其误差分析 被引量：25
3
作者 李怀琼 陈钱 王钰 《计量学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第4期281-283,共3页
在圆光栅作为分度基准的高精度测量仪器中 ,利用A D转换器和单片机 ,用软件编程的方法 ,对光栅读数头输出的sinθ和cosθ函数进行新的构建 ,形成一线性函数。通过对新建函数和原函数进行过零检测 ,实现莫尔条纹八细分 ,然后 ,用软件来... 在圆光栅作为分度基准的高精度测量仪器中 ,利用A D转换器和单片机 ,用软件编程的方法 ,对光栅读数头输出的sinθ和cosθ函数进行新的构建 ,形成一线性函数。通过对新建函数和原函数进行过零检测 ,实现莫尔条纹八细分 ,然后 ,用软件来实现对线性函数的幅度分割 ,采用查表的方式实现莫尔条纹十细分。本文还对此方法引入的误差进行了研究 ,与传统的细分法相比 ,此方法硬件电路简单 ,细分误差小 ,且便于误差修正 ,能实现高精度角度测量。 展开更多
关键词 莫尔条纹 误差分析 信号处理 数字细分技术 角度计量
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光栅纳米测量中的系统误差修正技术研究 被引量：19
4
作者 余文新 胡小唐 邹自强 《计量学报》 CSCD 北大核心 2002年第2期101-105,共5页
详细研究了光栅纳米测量系统的误差特性 ,以及利用激光干涉仪对高精度光栅测量系统的系统误差进行检测、并在信号处理中予以补偿和修正的方法。实验表明 ,通过这种系统误差修正方法对周期累计误差和细分误差同时进行修正 ,能够大幅度地... 详细研究了光栅纳米测量系统的误差特性 ,以及利用激光干涉仪对高精度光栅测量系统的系统误差进行检测、并在信号处理中予以补偿和修正的方法。实验表明 ,通过这种系统误差修正方法对周期累计误差和细分误差同时进行修正 ,能够大幅度地将计量光栅系统的测量准确度从微米或亚微米量级提高到纳米级水平 ,以实现光栅纳米测量。 展开更多
关键词 光栅 纳米测量 系统误差 细分误差 误差修正
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粗光栅信号全数字化处理法实现高倍数细分 被引量：28
5
作者 罗华 高山 李翔龙 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期283-288,共6页
针对在粗光栅软件细分中的信号误差影响细分数的问题,提出了按细分的主要误差来源分类进行数字滤波和补偿的全数字化处理法,以达到粗光栅高精度测量的要求。首先对光栅测量信号进行有针对性的数字滤波,使其波形接近于理想状态。然后根... 针对在粗光栅软件细分中的信号误差影响细分数的问题,提出了按细分的主要误差来源分类进行数字滤波和补偿的全数字化处理法,以达到粗光栅高精度测量的要求。首先对光栅测量信号进行有针对性的数字滤波,使其波形接近于理想状态。然后根据误差来源进行数字补偿,通过对软件数字细分原理的分析,推导出了原始信号不正交、幅值不等、谐波失真等误差影响细分结果的表达式,并提出了与此相对应的数字补偿方法。最后用软件细分法对测量信号进行高倍数数字细分。滤波前后波形信号的仿真比较结果验证了基于严格线性相位的FIR数字带通滤波器可以有效地屏蔽光栅信号频谱中的高低频干扰和噪声。研究结果表明,在粗光栅满足一定质量的前提下,利用全数字化处理法能够满足500细分的精度要求。 展开更多
关键词 粗光栅 细分 数字滤波 误差补偿
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感应同步器测角系统误差测试及补偿 被引量：15
6
作者 李海霞 张嵘 韩丰田 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期611-616,共6页
工程实用的高精度感应同步器测角系统因安装及校准等条件的限制,有时难以应用圆光栅进行误差密集测补来提高精度。针对该问题研究了一种稀疏误差采样及补偿方法。在分析感应同步器测角系统误差特性的基础上,提出先测补零位误差引起的细... 工程实用的高精度感应同步器测角系统因安装及校准等条件的限制,有时难以应用圆光栅进行误差密集测补来提高精度。针对该问题研究了一种稀疏误差采样及补偿方法。在分析感应同步器测角系统误差特性的基础上,提出先测补零位误差引起的细分误差成分,再处理剩余细分误差的方式,给出了由棱体获取全面、有效零位误差的方法及应用稀疏误差数据补偿的具体过程。实验表明:应用该方法后某测角系统精度由最大误差峰峰值11.7″提升至2.9″。该方法零位误差剔除充分,实现了稀疏采样条件下感应同步器测角系统误差的全范围有效补偿。 展开更多
关键词 感应同步器 误差补偿 误差测试 零位误差 细分误差 多面棱体
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正切法莫尔条纹信号幅值分割细分的误差分析 被引量：12
7
作者 唐小琦 刘世峰 +2 位作者 王平江 唐玉枝 罗春槐 《计量学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期220-223,共4页
提出一种在使用正切法对莫尔条纹信号进行幅值分割细分时的误差计算方法。分析了在信号中含有直流分量、二次谐波噪声及幅值不等、相位不正交误差时,所构造的正切函数相位变化情况。先判断出正切函数相位变化关键点,分别计算其相位改变... 提出一种在使用正切法对莫尔条纹信号进行幅值分割细分时的误差计算方法。分析了在信号中含有直流分量、二次谐波噪声及幅值不等、相位不正交误差时,所构造的正切函数相位变化情况。先判断出正切函数相位变化关键点,分别计算其相位改变最大值,以此确定对细分精度影响最大的噪声及误差种类,便于在实际应用中有针对性地对信号进行降噪处理,并计算出细分误差。同时应用MATLAB在理想信号中加入上述噪声及误差,精确仿真非理想信号对细分的影响,绘制出相关图形。 展开更多
关键词 计量学 细分误差 正切法 莫尔条纹 降噪处理 幅值分割
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图像式光电编码器高分辨力细分算法及误差分析 被引量：16
8
作者 于海 万秋华 +2 位作者 赵长海 梁立辉 杜颖财 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期198-207,共10页
为实现高分辨力角位移测量,提出了一种基于线阵图像探测器的角度细分方法。为消除安装调试时图像探测器与圆心距离变化产生的影响,提出了一种具有较强适应性的高分辨力细分算法;建立了该细分算法的数学模型,并进行了误差分析。根据实际... 为实现高分辨力角位移测量,提出了一种基于线阵图像探测器的角度细分方法。为消除安装调试时图像探测器与圆心距离变化产生的影响,提出了一种具有较强适应性的高分辨力细分算法;建立了该细分算法的数学模型,并进行了误差分析。根据实际应用,建立了由码盘偏心和图像探测器安装角度引起误差的模型,并分析许多因素对细分算法的影响;根据误差分析结果,给出了减小图像式光电编码器细分误差的建议。结果表明,在码盘圆周刻划线数大于或等于128时,细分算法的误差较小,可以被忽略。研究结果可为研制小型图像式光电编码器提供理论依据。 展开更多
关键词 测量 信号处理 图像式光电编码器 高分辨力 细分算法 误差分析
原文传递
高精度激光干涉条纹细分系统 被引量：11
9
作者 齐永岳 赵美蓉 林玉池 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2006年第8期43-45,48,共4页
在激光干涉测量中,通常以相位差为90°的两路信号进行辨向计数和细分,而在这两路信号中普遍存在着非正交误差、不等幅误差和直流电平漂移误差,这些误差的存在严重地影响了测量结果的精度。因此,设计了以C8051F单片机为核心的电路补... 在激光干涉测量中,通常以相位差为90°的两路信号进行辨向计数和细分,而在这两路信号中普遍存在着非正交误差、不等幅误差和直流电平漂移误差,这些误差的存在严重地影响了测量结果的精度。因此,设计了以C8051F单片机为核心的电路补偿模块,采用以Heydem ann模型为基础的误差修正方法,对以上3种误差进行了动态补偿,进而实现了纳米级精度的位移测量。 展开更多
关键词 激光干涉 测量精度 细分误差 误差补偿
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莫尔条纹光电信号自动补偿系统 被引量：15
10
作者 高旭 万秋华 +2 位作者 卢新然 杜颖财 陈伟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期172-177,共6页
为了保证高精度光电编码器在恶劣工作环境下的精确测量,建立一种基于高分辨力数字电位计+DSP+CPLD的莫尔条纹光电信号自动补偿系统。首先,介绍了自动补偿系统的工作原理及构成,并设计了系统使用过程中的工作模式;融合莫尔条纹信号各个... 为了保证高精度光电编码器在恶劣工作环境下的精确测量,建立一种基于高分辨力数字电位计+DSP+CPLD的莫尔条纹光电信号自动补偿系统。首先,介绍了自动补偿系统的工作原理及构成,并设计了系统使用过程中的工作模式;融合莫尔条纹信号各个偏差的补偿算法,建立了光电信号细分误差的综合补偿模型;然后,具体阐述了系统的硬件设计、相关软件设计,并分析了补偿系统自身存在的系统误差;最后,以24位光电编码器为实验对象,对该补偿系统进行测试分析,实验结果表明:自动补偿系统可实现编码器精码信号直流电平漂移、等幅性偏差、正交性偏差及二次、三次、五次谐波偏差的综合补偿,可使实际的静态细分误差减小0.61″。该系统可用在编码器的工作现场,实现莫尔条纹信号细分误差的自动修正。 展开更多
关键词 高精度光电编码器 莫尔条纹光电信号 细分误差 自动 补偿系统
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全微机化传动误差检测分析系统的研制 被引量：7
11
作者 彭东林 张光辉 +1 位作者 郭松涛 郭晓东 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 1993年第6期70-74,共5页
介绍了一种新型传动误差检测分析微机系统的设计原理和功能指标,并对其中的脉冲信号微机细分方法进行了阐述。
关键词 传动误差 检测 微机 速比
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感应同步器测角系统误差建模 被引量：8
12
作者 刘承军 齐明 邹继斌 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期51-55,共5页
为了提高测角系统的精度,建立了基于离线数据辨识的误差补偿模型.根据实际测量得到的测角系统在一个机械周期内（0°-360°）的全零位误差数据和多个检测周期内的细分误差数据,提出了一种基于FFT分析结果与误差机理模型相结合... 为了提高测角系统的精度,建立了基于离线数据辨识的误差补偿模型.根据实际测量得到的测角系统在一个机械周期内（0°-360°）的全零位误差数据和多个检测周期内的细分误差数据,提出了一种基于FFT分析结果与误差机理模型相结合的建模方法,利用测角系统的误差与感应同步器自身误差之间具有强相关性的特点,用离线数据辨识的误差模型对在线数据进行实时补偿.仿真结果表明,建立的零位误差和细分误差补偿模型将测角系统的全误差从±15″减小至±2.″与传统的误差模型比较,该模型适用性广,有较高的补偿精度. 展开更多
关键词 角度测量系统 FFT分析 误差模型 感应同步器 零位误差 细分误差
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Catmull-Clark细分曲面的误差分析 被引量：6
13
作者 曾晓明 杨军 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期1-3,共3页
运用引入相邻点的方法和计算控制点的一阶差分的新的技术,研究Catmull Clark曲面细分过程的误差估计问题.证明了Catmull Clark曲面的控制网格按指数速率收敛于极限曲面;并给出关于Catmull Clark曲面误差估计的一个计算公式.本文的技术... 运用引入相邻点的方法和计算控制点的一阶差分的新的技术,研究Catmull Clark曲面细分过程的误差估计问题.证明了Catmull Clark曲面的控制网格按指数速率收敛于极限曲面;并给出关于Catmull Clark曲面误差估计的一个计算公式.本文的技术亦可适用于Doo Sabin曲面等细分曲面. 展开更多
关键词 CATMULL-CLARK曲面 控制网格 细分曲面 误差分析 极限曲面
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粗光栅线位移测量系统细分误差补偿前后的精度分析 被引量：7
14
作者 林鹏 陈小强 +1 位作者 袁祥辉 廖念钊 《计量学报》 CSCD 北大核心 2002年第1期26-29,共4页
本文针对粗光栅线位移测量系统的误差来源 ,在大量实验的基础上 ,经过理论分析 ,得出细分误差与本底噪声的线性关系式 ,找到了系统修正误差时的理论依据。同时对系统在细分误差补偿前后作了精度分析。
关键词 粗光栅线 细分误差 精度分析 位移测量系统 误差补偿 本底噪声
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粗光栅位移测量系统细分误差的来源与消除分析 被引量：6
15
作者 林鹏 陈小强 袁祥辉 《现代计量测试》 1996年第1期42-50,共9页
本文从粗线纹光栅位移测量系统的原理出发，对里周期性变化的细分误差作了详细的理论分析，并得到了实验的验证．同时提出了从硬件上和软件上消除细分误差的方法，为进一步研制高精度数显系统打下基础。
关键词 粗光栅 位移测量系统 细分误差 光学计量仪器
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增量式光学编码器IAS信号误差建模及补偿 被引量：2
16
作者 尹兴超 郭瑜 +2 位作者 樊家伟 邹翔 陈鑫 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期50-58,共9页
增量式光学编码器在制造与安装的过程中不可避免的会出现刻线误差和细分误差,这些误差会降低角度测量的精度并导致瞬时角速度(IAS)信号波动,研究刻线与细分误差的补偿途径有重要意义,但现有方法存在误差补偿效率低,不易现场应用等局限... 增量式光学编码器在制造与安装的过程中不可避免的会出现刻线误差和细分误差,这些误差会降低角度测量的精度并导致瞬时角速度(IAS)信号波动,研究刻线与细分误差的补偿途径有重要意义,但现有方法存在误差补偿效率低,不易现场应用等局限。针对上述问题,本文首先对增量式光学编码器的刻线误差与细分误差进行分析并建立误差模型,揭示了刻线误差、细分误差与IAS信号波动之间的联系。在此基础上提出了一种使用IAS信号对增量式光学编码器刻线与细分误差进行补偿的方法,该方法具有效率高、无需对编码器进行改装等优点。通过仿真分析对本文所建立的误差模型的正确性与误差估计方法的可行性进行了验证,并在RV传动实验台上对伺服电机末端的增量式光学编码器进行刻线与细分误差补偿,最后使用光学旋转平台对增量式光学编码器误差进行测量,通过对比分析验证了本文所提方法的有效性。 展开更多
关键词 增量式光学编码器 IAS信号 刻线误差 细分误差 误差补偿
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Loop细分曲面的自适应等距面生成算法与实现 被引量：3
17
作者 周海 周来水 +1 位作者 王占东 钟大平 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2003年第6期1016-1020,1029,共6页
提出一种精确快速生成有边界等距 L oop细分曲面的新算法 ,其核心思想是 :从控制网格顶点在 L oop细分曲面上的位置 ,按照给定的等距值 ,沿其法矢正 (反 )向等距 ,通过解线性方程组求出等距后的控制网格 ,然后检测等距误差 ,对部分超过... 提出一种精确快速生成有边界等距 L oop细分曲面的新算法 ,其核心思想是 :从控制网格顶点在 L oop细分曲面上的位置 ,按照给定的等距值 ,沿其法矢正 (反 )向等距 ,通过解线性方程组求出等距后的控制网格 ,然后检测等距误差 ,对部分超过给定等距精度的控制网格进行局部自适应细分 ,重新生成等距面并检测误差 ,直至整个细分等距曲面满足精度要求 ,所生成的等距细分曲面除局部 C1 外其余 C2 连续。实例表明 :本算法高效稳定 ,生成的等距细分曲面已完全满足实际工程需要。 展开更多
关键词 LOOP细分 曲面等距 自适应细分 等距精度
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步进电机细分运动控制量的优化 被引量：2
18
作者 马西庚 周巧娣 《石油大学学报（自然科学版）》 CSCD 1998年第6期100-102,共3页
步进电机细分控制量优化对提高细分精度、减小细分误差有一定的重要性和必要性。定义了时间、控制量及角位移三维空间，介绍了离散控制量的优化方法，并提出了离散量控制细分优化方案。该方法对任何种类的步进电机控制细分都有意义。
关键词 细分控制 微电机 步进电机 离散量控制
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编码器动态检测系统高实时性高精度角度基准设计 被引量：6
19
作者 于海 万秋华 +2 位作者 王树洁 卢新然 杜颖财 《中国光学》 EI CAS CSCD 2015年第3期447-455,共9页
在编码器动态特性检测中,角度基准的快速反应和精度直接影响着动态特性检测装置的准确性。为实现角度基准的快速响应,提高基准编码器的测角精度,本文设计了高精度快速细分角度基准编码器。首先,通过对目前角度基准不足对编码器动态特性... 在编码器动态特性检测中,角度基准的快速反应和精度直接影响着动态特性检测装置的准确性。为实现角度基准的快速响应,提高基准编码器的测角精度,本文设计了高精度快速细分角度基准编码器。首先,通过对目前角度基准不足对编码器动态特性检测影响的分析,得出动态检测精度主要受基准编码器的数据处理延时影响。其次,通过对基准编码器结构、细分电路、处理电路等的设计,完成了23位高实时性角度基准编码器的制作。最后,为提高检测精度,利用RBF神经网络对角度基准进行误差补偿。所设计的角度基准编码器分辨率达到0.15″,并且可以在10 r/s速度时,保证逐分辨率输出。经过测量,补偿前基准编码器的精度为1.30″,补偿后的基准编码器误差峰峰值不超过2.5″,精度优于0.6″。高精度、高实时性角度基准编码器的研制,提高了编码器动态特性检测系统的检测精度,为研究编码器动态特性提供了基础。 展开更多
关键词 动态检测 角度基准 快速细分 高精度 误差补偿
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基于遗传算法的光栅信号辨识与偏差补偿研究 被引量：6
20
作者 杨华晖 冯伟利 刘福 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2016年第12期125-132,共8页
为减小圆光栅测量过程中叠栅条纹信号的细分误差,提出了一种对叠栅条纹采样信号进行参数辨识与偏差补偿的方法。该方法运用遗传算法参数辨识理论,不受信号模型参数初值选取影响,寻优特性和适用性良好,使复现的信号模型较好地拟合原始采... 为减小圆光栅测量过程中叠栅条纹信号的细分误差,提出了一种对叠栅条纹采样信号进行参数辨识与偏差补偿的方法。该方法运用遗传算法参数辨识理论,不受信号模型参数初值选取影响,寻优特性和适用性良好,使复现的信号模型较好地拟合原始采样信号。信号采样实验中控制光栅匀速转动,采样两个栅距内的周期信号,其次对采样得到的离散数据进行频谱分析,建立光栅信号的数学模型,进而通过遗传算法对引起细分误差的信号参数进行识别并对细分误差进行数值补偿。实验结果表明,遗传算法对构建的信号模型参数辨识准确;对比补偿前后李萨如图形,验证了该方法对叠栅条纹信号正弦性误差具有良好的补偿效果;检测单个栅距内的细分误差,补偿前后误差值由10.65″减小到3.31″。该方法适用于光栅编码器等位移测量系统,保证测量精度和可靠性。 展开更多
关键词 测量 叠栅条纹 细分误差 遗传算法 参数识别 频谱分析
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