新型光栅信号数字细分技术及其误差分析

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。

光栅数字细分的CORDIC算法总量化误差分析

针对光栅数字细分的CORDIC算法总量化误差EOQ进行了研究，根据CORDIC算法的基本原理进行了仿真和电路实验，结果表明在不同位宽b条件下预测值EOQs与实验值EOQp的差值与迭代次数n成反比，n=12时两者差值为1．8×10^-4md，证明了EOQ对CORDIC算法在光栅数字细分角度运算中的误差表征的有效性。对影响EOQ的关键参数以及误差分量进行了量化分析，分析结果表明EOQ随着n和b的增大呈现减少的趋势，其中／2对EOQ的减小起决定性作用。电路测试结果显示当b维持不变，n每增一次，EOQ近似减小50％。获得了关于EOQ影响CORDIC算法角度计算的结论，对于光栅数字细分过程中的误差分析具有参考和实用价值。

非正交光栅莫尔信号数字细分方法与实现

本文对非正交光栅莫尔信号细分方法展开研究,提出了基于信号采集、预处理和细分架构的非正交光栅莫尔信号数字细分的方案,在FPGA平台上完成32?512倍信号细分。针对电路系统中信号幅值比和采样率参数进行分析,建立了莫尔信号幅值偏差的数学模型,明确信号幅值比k与周期细分数N的量化关系,实验证明,信号幅值偏差补偿要求随细分值增加而逐渐增高。建立了信号频率/采样率的数学模型,明确信号频率与采样率之比f/fs与周期细分数N的量化关系,实验证明,信号频率与采样率之比随细分值增加而逐渐降低。

光栅莫尔条纹数字细分技术及其误差分析

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。

一种基于FPGA的光栅莫尔条纹数字细分技术

提出了一种新的莫尔条纹数字细分技术,采用FPGA(现场可编程门阵列)结合FLASHROM查表的方法可以达到很高的工作频率,并可以自动补偿信号随着频率的提高幅度发生的衰减,解决了使用软件细分无法工作在较高的频率的问题。

基于梯形函数逼近的光栅数字细分算法

基于光栅信号和梯形函数各自的特点,提出了一种新的光栅信号数字细分算法。该算法采用A/D转换器分别对两路光栅信号进行两次采样,并根据采样值所在的区间,选择合适的梯形函数公式得到两个采样点之间的拟合曲线,从而计算出这两个采样点间的相位差,最终达到对光栅信号细分的目的。实际应用表明,该算法计算过程简单,并达到了较好的细分效果。

基于FPGA和AD等相位距移相的光栅数字细分法

针对目前用CPU实现全数字光栅细分法和用移相电阻链、电压比较器实现的模拟光栅细分法在光栅细分上的广泛应用,提出了一种用FPGA和AD模数转换器件实现光栅数字细分的新方法。光栅输出的两路相位差900的正弦信号,经过AD转换后得到两路正弦信号数字量,对其分别乘以一定比例系数再进行相加减,实现正弦信号的数字等相位距移相。移相后的多路正弦信号在FPGA器件里进行数字电平比较后,得到不同相移的多路方波信号。对这多路移相方波进行一定的逻辑与运算,输出两路正交方波,将这两路正交方波通过普通的带四细分光栅计数器实现光栅细分。

一种高分辨力数字细分方法的研究

为了实现磁栅信号的高精度数字化细分,采用高性能集成计数芯片LS7266实现系统的硬件细分,并运用单片机的软件算法对磁栅信号进行同步采样和细分。整个系统硬件结构简单。实践结果表明,该方法细分数高达1024,细分误差小,且便于误差修正。

基于Cohen-Sutherland编码理论的光栅信号数字细分算法研究

基于测量光栅的工作机理,对光栅莫尔波形的数字分割技术进行较为深入的探讨。文章重点对计算机软件中的细分进行深入分析,建立了以Cohen-Sutherland编码为基础的分区划分方法,并对其进行了详细分析。通过对通用齿轮测试机的实际测试,证明了这种细分方法可以达到800倍的细分,50格/毫米的精度可以达到0.025μm以上,相对于硬件产品的细分精度要精确1~2倍。该方法具有很强的灵活性,能够根据实际需求和计算机的配置情况,适当改进细分的精确性。

数字化细分方法在EPS扭矩传感器中的应用

根据所设计的一种磁电式相位差式EPS扭矩传感器的结构以及EPS扭矩传感器的工作环境,提出将数字化细分方法应用与此扭矩传感器;通过数字化细分方法测量传感器扭杆弹簧两端的角度间接地测量相位差;最后搭建了一个测量角度的原型机对此方法进行测试,测试结果表明角度的测量精度可达0.1°,从而其扭矩测量精度也可达到0.64nm,能够满足EPS系统的控制精度要求。

一种适用于光栅式位移传感器的数字化细分方法

本文介绍一种光栅信号的数字化细分方法，硬件结构简单、细分精度高，而且细分数能随所要求的测量精度通过调整软件参数方便地进行修改。

一种用软件来实现的莫尔条纹数字化细分技术

本文提出了一种新的莫尔条纹数字细分技术 ,即采用数字信号处理与软件计算的方法 ,利用单片机的信号处理能力 ,把数字化的两路正弦信号经过软件作内插形成相位差 4 5°的四路正弦信号 ,并对这四路信号进行过零点判断和计数 ,实现莫尔条纹八细分 ,在此基础上 ,利用某一时刻四路信号的采样值 ,在正弦信号线性较好的区段 ,用平行四边形法作一线性函数 ,完成莫尔条纹的十细分 ,利用此方法 ,角度测量的分辨力可达 1″。

一种光栅莫尔信号数字锁相细分方法

为了保证和提高光栅传感器在动态测量过程中信号细分结果的准确性和实时性,本文提出一种新型的莫尔信号数字锁相细分方法。该方法采用开环结构,根据光栅莫尔信号的实时频率,利用小数分频方法完成对光栅莫尔信号的细分功能;开发了基于现场可编程门阵列(FPGA)的数字锁相细分电路,并对细分实现过程中的电路关键环节进行详细分析;使用自制的细分电路板分别验证了以信号发生器和实际信号为输入的细分算法有效性,并且将改进数字锁相细分方法与传统锁相细分方法进行细分效果对比,实验结果证明,本文设计的数字锁相细分算法能够在更高的莫尔信号频率和频率变化率情况下完成细分功能,因而能够更好的应用于动态测量场合。

数字化细分方法在光栅码盘测角系统中的应用

介绍一种采用数字化细分方法设计的光栅码盘测角系统 ,详细描述了系统应用的软。

莫尔条纹数字化细分方法

提出了一种新的数字化细分方法，详细介绍了其原理，设计了相应的硬件电路，并分析了实验结果．

一种低功耗高精度的正弦编码器细分算法

物联网终端设备集成度的提高要求降低磁编码器的功耗,同时要保持磁编码器的精度,因此需要一种可应用于低功耗MCU中的磁栅编码器误差校正与数字细分算法。文中首次建立了包含磁栅尺磁场畸变误差的误差模型,根据误差模型参数的时变特性,提出了使用查找表校正信号中的幅值不等、相移以及谐波误差,利用频域处理消除磁场畸变误差的细分算法,并用实测验证了算法的有效性。实验结果表明:该算法能有效消除上述误差,并将细分精度提高77.5%,整体功耗仅13.7 mW。

一种用单片机实现莫尔条纹信号数字化细分的方法

提出了一种新的数字化细分方法，详细介绍了其原理，设计了相应的硬件电路，并分析了实验结果。

基于最小二乘法的光栅干涉传感细分误差校正研究

针对纳米级分辨率光栅干涉传感中存在的细分误差问题,对光栅干涉传感的细分原理、传感信号中的噪声以及非线性误差等方面进行了研究。采用数字细分方式,对传感光电信号进行了数字滤波处理以降低噪声信号干扰,对传感信号中存在幅值波动、直流电平漂移以及相位非正交性等缺陷建立了非线性误差模型,并基于最小二乘原理提出了一种非线性误差修正方法;利用纳米二维定位平台对光栅干涉传感系统进行了测试。研究结果表明:在50 nm步距以及200 nm步距两组等位移量连续测量的测量列中,非线性误差修正后测量列的标准差较修正前均有显著的降低,说明光栅干涉传感信号经非线性误差修正处理后可以较明显地校正细分误差,提高细分精度。

高精度多声道超声波密度计

当超声波在介质中传播时,其传播速度受介质密度的影响。基于此种特性,设计了一种高精度的超声波密度计。通过测量超声波在介质中的传播速度来间接实现被测介质密度的高精度测量。由于采用了高分辨率和高速度的信号采集电路以及数字细分算法,使超声波传播时间的测量达到ns级,为超声波密度计实现测量分辨率优于10 g/m3的高精度密度测量提供了保障。设计中采用分布式测头,将多对测头均匀布置在装有被测介质的容器外壁,使测得容器中被测介质的密度更加准确可靠。

精密超声波密度计研究(英文)

针对传统的密度测量仪器存在的不足,根据超声波的传播特性设计了一种超声波密度计。通过超声波波速的测量来实现密度计的高精度测量。利用高分辨率、快速的信号采样电路以及数字细分算法使超声波传播时间的测量达到ns级,为密度测量的分辨率优于0.000 01×103kg/m3提供了保障。采用分布式多声道结构有利于密度测量精度的提高。