高精度微型绝对式光电编码器的关键技术

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1、分类号——万方数据密级UDC——单位代码大连海事大学硕士学位论文1015l高精度微型绝对式光电编码器的关键技术刘耀指导教师熊木地职称教授学位授予单位大连海事大学申请学位类别工学硕士学科(专业)信息与通信工程论文完成日期2014年11月答辩日期2014年11月答辩委员会主席万方数据TheKeyTechnologyofHighPrecisionMicroAbsolutePhotoelectricEncoderAthesisSubmittedtoDalianMaritimeUniversityInpartialfulfillmentoftherequire

2、mentsforthedegreeofMasterofEngineeringLiuYao(InformationandCommunicationEngineering)ThesisSupervisor：ProfessorXiongMudiNovember2014万方数据大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明

3、JUllI[111IIIffllllIfJIIIIY2696320本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成博／硕士学位论文==直精廑邀型丝过式迸电缠鱼墨的苤毽蕉苤=：。除论文中已经注明引用的内容外

4、，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：刻埋学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀

5、博硕士学位论文全文数据库》(中国学术期刊(光盘版)电子杂志社)、《中国学位论文全文数据库》(中国科学技术信息研究所)等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密口在——年解密后适用本授权书。不保密口(请在以上方框内打“√”)论文作者签名：刘耀导师签名：日期：硼，垆年I／月／2／日万方数据中文摘要摘要绝对式光电编码器是通过把光信号转换成电信号输出绝对位置信息的传感器。相比增量式光电编码器，它具有输出数据只对应一个位置、不需要绝对零位、断电重启之后也无需寻找零位、无累计误差等优点。绝对式编码器广

6、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2x相位角的时候，单圈绝对式光电编码器就不能满足要求，需要多圈绝对式光电编码器代替。在分析了传统的绝对式光电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位绝对式光电编码器码盘的制作，减小了高位数编码器的体积。阐述了高精度码盘尺寸与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，可以提高光电编码器的精度。同时给出了最适合系统的狭缝盘中狭缝的宽度。由于机械多圈编码器的组成与结构非常复杂，影响精度

7、的因素比较多，并且不能保证编码器的精度与理想的精度相符。所以采用增量式与绝对式编码器组合的方式实现多圈绝对式光电编码器的功能。考虑到绝对式编码器的精度，最终通过对精码道莫尔条纹的正切细分的方法提高编码器的位数与精度。论文围绕高精度微型绝对式光电编码器的关键技术设计了基于C8051F310单片机的微型高精度编码器的系统。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。同时给出了系统最终的实物图与实验结果图，并对结果进行了深入的分析。关键词：绝对式编码器；电子多圈编码器；矩阵编

8、码；正切细分万方数据英文摘要ABSTRACTAbsolutephotoelectricencoderisbyconvertingtheopticalsignalintoanelectricalsignalandoutputabsolutepositionsensorinformation．Comparedwiththeincrementalphotoelectricencoderoutputdata、Ⅳimcorrespondingonlyafteraposition，needsnoabsolutezero，power-offrestartalsod

9、onotneedtolookforzero，nocumulativeerror，etc．Absoluteen