一种消除震动对增量式光学编码器测量影响的方法

摘要

本发明旨在提供一种消除震动对增量式光学编码器测量影响的方法，以解决现有技术中增量式光学编码器抗震能力差的技术问题。该方法是在现有增量式光学编码器的基础上，将光学编码器的光电读头数量增加为四个，并将四个光电读头沿指示圆光栅盘圆周均匀安置，使各读头相对于圆心成90度分布。通过四个读头和AD转换电路及检相算法将四读头位置处的叠栅条纹相位解算出来，再以该四个特定位置的相位信息为基础，计算出标尺圆光栅盘震动方向和震动幅度，从而求出该震动产生的误差项并反代入光学编码器转动引起的叠栅条纹相位变化表达式，消除震动的影响。本发明极大地降低了震动时光学编码器的检相误差，提高了存在震动时光学编码器的测量精度。

主权项

1.一种消除震动对增量式光学编码器测量影响的方法，采用四个光电读头，包括以下步骤：（1）将四个光电读头沿指示圆光栅盘圆周均匀安置，使各读头相对于圆心成90度分布；（2）由四个光电读头经A/D转换电路及检相算法将四个读头位置处的实测叠栅条纹相位解算出来；（3）以步骤（2）得到的四个读头位置处的实测叠栅条纹相位为基础，计算出标尺圆光栅盘震动方向和震动幅度，进而求出因震动产生的相对于理想叠栅条纹相位的误差项；（4）以步骤（3）所述误差项修正四个读头位置处叠栅条纹相位的平均值，按照修正后的平均值表达式进行计算，则基本消除了震动对叠栅条纹相位测量的影响；设指示圆光栅和标尺圆光栅具有相同的光栅常数δ，指示圆光栅半径为R，各位置读头读出的实测叠栅条纹相位分别为p₁、p₂、p₃和p₄，步骤（3）所述震动方向的计算式为$ϵ=-\arctan \frac{\tan \frac{\delta }{2\pi }(p_1-p_3)}{\tan \frac{\delta }{2\pi }(p_2-p_4)};$所述震动幅度的计算式为$e_2=\frac{R\sqrt{1+{\tan }^2\frac{\delta }{2\pi }(p_1-p_3)+{\tan }^2\frac{\delta }{2\pi }(p_2-p_4)}-R}{\sqrt{{\tan }^2\frac{\delta }{2\pi }(p_1-p_3)+{\tan }^2\frac{\delta }{2\pi }(p_2-p_4)}};$所述相对于理想叠栅条纹相位的误差项为四个读头位置处的实测叠栅条纹相位的平均值为步骤（4）所述修正后的平均值表达式为