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莫尔条纹光电信号自动补偿系统

高旭 万秋华 卢新然 杜颖财 陈伟

高旭, 万秋华, 卢新然, 杜颖财, 陈伟. 莫尔条纹光电信号自动补偿系统[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(2): 217002-0217002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0217002
引用本文: 高旭, 万秋华, 卢新然, 杜颖财, 陈伟. 莫尔条纹光电信号自动补偿系统[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(2): 217002-0217002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0217002
Gao Xu, Wan Qiuhua, Lu Xinran, Du Yingcai, Chen Wei. Automatic compensation system for Moire fringe photoelectric signal[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(2): 217002-0217002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0217002
Citation: Gao Xu, Wan Qiuhua, Lu Xinran, Du Yingcai, Chen Wei. Automatic compensation system for Moire fringe photoelectric signal[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(2): 217002-0217002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0217002

莫尔条纹光电信号自动补偿系统

doi: 10.3788/IRLA201645.0217002
基金项目: 

国家自然科学基金(51505078)

详细信息
    作者简介:

    高旭(1987-),女,讲师,博士,主要从事光电位移精密测量技术方面的研究。Email:gaox19870513@163.com

  • 中图分类号: TP394.1

Automatic compensation system for Moire fringe photoelectric signal

  • 摘要: 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。
  • [1]
    [2] Ye Shengxiang. Accurate Measurement about Photoelectric Shift[M]. Chengdu:Sichuan Science and Technology Press, 2003.(in Chinese)叶盛祥. 光电位移精密测量技术[M]. 成都:四川科学技术出版社, 2003.
    [3] Wang Xianjun. Errors and precision analysis of subdivision signals for photoelectric angle encoder[J]. Optics and Precision Engineering, 2012, 20(2):379-386.(in Chinese)王显军. 光电轴角编码器细分信号误差及精度分析[J]. 光学精密工程, 2012, 20(2):379-386.
    [4]
    [5] Heydemann L M. Determination and correction of quadrature fringe measurement errors in interferometers[J]. Applied Optics, 1981, 20(3):3382-3384.
    [6]
    [7]
    [8] Michael Warner, Victor Krabbendam, German Schumacher. Adaptive periodic error correction for heidenhain tape encoders[C]//SPIE, 2008, 7012:70123N.
    [9] Yuji Matsuzoe, Nobuhiko Tsuji, Toru Yoshizawa. Error dispersion algorithms to improve angle precision for an encoder[J]. Optical Engineering, 2002, 41(9):2282-2289.
    [10]
    [11]
    [12] Tan K K, Zhou Huixing, Lee Tong heng. New interpolation method for quadrature encoder signals[J]. IEEE, 2002, 51(5):1073-1079.
    [13] Yu Hai, Wan Qiuhua, Wang Shujie, et al. High-precision real-time angle reference in dynamic measurement of photoelectric encoder[J]. Chinese Optics, 2015, 8(3):447-455.(in Chinese)于海, 万秋华, 王树洁, 等. 编码器动态检测系统高实时性高精度角度基准设计[J]. 中国光学, 2015, 8(3):447-455.
    [14]
    [15] Dong Jing, Wan Qiuhua, Zhao Changhai, et al. Current situation and prospect of fault diagnosis for photoelectric encoder[J]. Chinese Optics, 2015, 8(5):755-767.(in Chinese)董静, 万秋华, 赵长海, 等. 光电编码器故障诊断技术研究现状与展望[J]. 中国光学, 2015, 8(5):755-767.
    [16]
    [17] Hong Xi, Xu Zhijun, Yang Ning. Error compensation of optical encoder based on RBF network[J]. Optics and Precision Engineering, 2008, 16(4):598-604.(in Chinese)洪喜, 续志军, 杨宁. 基于径向基函数网络的光电编码器误差补偿法[J]. 光学精密工程, 2008, 16(4):598-604.
    [18]
    [19] Gao Xu, Wan Qiuhua, Wang Shujie, et al. Development of signal compensation technology for photoelectric rotary encoder[J]. Optoelectronic Technology, 2013, 33(2):131-136.(in Chinese)高旭, 万秋华, 王树洁, 等. 光电轴角编码器信号补偿技术的研究进展[J]. 光电子技术, 2013, 33(2):131-136.
    [20]
    [21]
    [22] Gao Xu, Wan Qiuhua, Zhao Changhai, et al. Real-time compensation of subdivision error for the moire fringe photoelectric signal[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(11):1-5.(in Chinese)高旭, 万秋华, 赵长海, 等. 莫尔条纹光电信号细分误差的实时补偿[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(11):1-5.
    [23] Gao Xu, Wan Qiuhua, Zhao Changhai, et al. Real-time compensation of orthogonality deviation for the Moire fringe photoelectric signal[J]. Optics and Precision Engineering, 2014, 22(1):227-234.(in Chinese)高旭, 万秋华, 赵长海, 等. 莫尔条纹光电信号正交性偏差的实时补偿[J]. 光学精密工程, 2014, 22(1):227-234.
    [24]
    [25]
    [26] Gao Xu, Wan Qiuhua, Lu Xinran, et al. Automatic compensation of sine deviation for grating fringe photoelectric signal[J]. Acta Optica Sinica, 2013, 33(7):0712001-1-6.(in Chinese)高旭, 万秋华, 卢新然, 等. 光栅条纹光电信号正弦性偏差的自动补偿[J]. 光学学报, 2013, 33(7):0712001:1-6.
    [27] Gao Xu, Wan Qiuhua, Yang Shouwang, et al. The improved PSO algorithms for improving the subdivision accuracy of the photoelectric rotary encoder[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(6):1508-1513.(in Chinese)高旭, 万秋华, 杨守旺, 等. 提高光电轴角编码器细分精度的改进粒子群算法[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(6):1508-1513.
    [28]
    [29] Fei Yetai. Error Theory and Data Processing[M]. 4th ed. Beijing:China Mechine Press, 2000.(in Chinese)费业泰. 误差理论与数据处理[M]. 第4版. 北京:机械工业出版社, 2000.
  • [1] 李锟, 丁红昌, 曹国华, 侯翰.  光学连续闭环光电编码器误差检测系统 . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20210715-1-20210715-8. doi: 10.3788/IRLA20210715
    [2] 李占利, 周康, 牟琦, 李洪安.  TOF相机实时高精度深度误差补偿方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1213004-1213004(10). doi: 10.3788/IRLA201948.1213004
    [3] 陈怀宇, 尹达一.  精细导星仪星点定位系统误差的高精度补偿方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(11): 1113005-1113005(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1113005
    [4] 韩庆阳, 陈赟, 张红胜, 高胜英, 张晰.  航天级反射式光电编码器信号处理系统设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(S1): 135-141. doi: 10.3788/IRLA201948.S117010
    [5] 王涛, 赵建科, 田留德, 周艳, 杨利红, 陈琛, 段亚轩, 潘亮, 赵怀学, 刘锴, 万伟, 刘艺宁.  光电编码器与棱体轴线平行度对转角误差的影响 . 红外与激光工程, 2018, 47(2): 217001-0217001(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0217001
    [6] 卢新然, 宋路, 万秋华.  红外光源参数对光电编码器信号的影响 . 红外与激光工程, 2017, 46(9): 917007-0917007(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0917007
    [7] 卢新然, 宋路, 万秋华, 于海, 刘小树.  基于空间位置的增量式光电编码器误差检测系统 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1017011-1017011(6). doi: 10.3788/IRLA201779.1017011
    [8] 周子云, 于海.  光电编码器动态误差评估系统 . 红外与激光工程, 2017, 46(6): 617002-0617002(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0617002
    [9] 于海, 万秋华, 梁立辉, 王树洁.  光电编码器的动态误码检测系统 . 红外与激光工程, 2016, 45(9): 917002-0917002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0917002
    [10] 高旭, 万秋华, 李金环, 王玉婷, 逄仁山.  光电轴角编码器莫尔条纹误差信号补偿 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 647-653.
    [11] 左洋, 龙科慧, 刘兵, 周磊, 刘金国, 乔克.  高精度光电编码器莫尔条纹信号质量分析方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 260-265.
    [12] 于海, 梁立辉, 王树洁, 卢新然, 万秋华.  基于径向基函数神经网络的高精度基准编码器误差补偿 . 红外与激光工程, 2014, 43(12): 4123-4127.
    [13] 冯英翘, 万秋华, 宋超, 赵长海, 孙莹, 杨守旺.  光电编码器两种精码波形细分方法原理误差对比 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2283-2288.
    [14] 黄法军, 万秋华, 杨守旺, 赵长海, 于海.  莫尔条纹光电信号的非线性跟踪微分测速方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1930-1935.
    [15] 李永刚, 丁金伟, 刘仲宇, 撖芃芃, 张葆.  光电编码器的传动方式及其传动精度分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 3008-3012.
    [16] 冯英翘, 万秋华, 孙莹, 赵长海, 杨守旺.  小型光电编码器的高分辨力细分技术 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1825-1829.
    [17] 高旭, 万秋华, 杨守旺, 陈伟, 赵长海.  提高光电轴角编码器细分精度的改进粒子群算法 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1508-1513.
    [18] 于海, 万秋华, 杨守旺, 赵长海, 卢新然.  绝对式光电编码器动态误差采集系统 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1809-1814.
    [19] 孙树红, 梁立辉, 万秋华.  基于DSP的光电编码器自动检测系统 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2536-2539.
    [20] 高旭, 李俊峰, 张淑梅, 万秋华.  莫尔条纹光电信号细分误差的实时补偿 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 3013-3018.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-06-10
  • 修回日期:  2015-07-13
  • 刊出日期:  2016-02-25

莫尔条纹光电信号自动补偿系统

doi: 10.3788/IRLA201645.0217002
    作者简介:

    高旭(1987-),女,讲师,博士,主要从事光电位移精密测量技术方面的研究。Email:gaox19870513@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(51505078)

  • 中图分类号: TP394.1

摘要: 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。

English Abstract

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