CN102721394A - 一种增量式编码器检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种增量式编码器检测系统，包括：上位机，控制器，细分驱动器，步进电机，减速装置和待测编码器；上位机用于将包含角位移的信号发送至控制器，及将角位移与待测编码器实际转动角位移进行比对，判断待测编码器的精度；控制器用于将角位移

换算成对应的脉冲个数n，向细分驱动器发送脉冲信号，及将包含角位移

的信号发送给上位机；细分驱动器用于进行微步驱动，生成脉冲电流，将所述脉冲电流输送给步进电机；步进电机用于根据接收的脉冲电流进行转动，输出扭矩带动减速装置转动；减速装置用于带动待测编码器转动；待测编码器用于将自身实际转动的角位移

转换为脉冲个数，向所述控制器反馈该脉冲个数。本发明相对现有技术提高了利用率。

Description

一种增量式编码器检测系统

技术领域

本发明涉及编码器检测领域，更具体地说，涉及一种增量式编码器检测系统。

背景技术

编码器是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备，按照工作原理，编码器可分为增量式编码器和绝对式编码器两类。增量式编码器可将位移转换成周期性的电信号，再把该电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。

增量式编码器的精度是控制系统的基础，在增量式编码器装入控制系统前需要对增量式编码器的精度进行检测，以避免由于增量式编码器的精度不合格而造成的控制系统性能不佳。

现有技术对于增量式编码器的精度检测，主要采用高精度编码器进行辅助检测，具体的，在被测编码器的部位平行安装一款精度比被测编码器高一个量级的高精度编码器，以高精度编码器的输出作为真实值，与被测编码器输出的测量值进行比较，根据差值判断被测编码器的精度指标。这种增量式编码器的精度检测方式，需采用高精度编码器进行辅助检测，而高精度编码器对工作环境的要求相对较高，当处于高低温、振动、冲击、加速等特殊工作环境时，为防止特殊工作环境对高精度编码器的破坏，高精度编码器的工作时间有着严格的限制，这就造成现有增量式编码器检测系统的利用率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种增量式编码器检测系统，以解决现有技术由于高精度编码器在特殊工作环境下的工作限制，而造成的现有增量式编码器检测系统的利用率较低的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种增量式编码器检测系统，包括：上位机，控制器，细分驱动器，步进电机，减速装置和待测编码器；

所述上位机与所述控制器相连，用于设置角位移

将包含角位移

的信号发送至所述控制器，及接收所述控制器发送的包含所述待测编码器实际转动角位移的信号，将角位移

与

进行比对，根据比对结果判断所述待测编码器的精度；

所述控制器分别与所述细分驱动器和所述待测编码器相连，用于将角位移

换算成脉冲个数n，将包含脉冲个数n的脉冲信号发送给所述细分驱动器，及接收所述待测编码器反馈的脉冲信号，将所述待测编码器反馈的脉冲信号所包含的脉冲个数换算为所述待测编码器实际转动的角位移

将包含角位移

的信号发送给所述上位机，其中，

与n满足关系：

η为所述减速装置的减速比，θ为所述步进电机的最小步距角，m为所述细分驱动器的细分微步数；

所述细分驱动器与所述步进电机相连，用于接收所述控制器发送的脉冲信号，进行微步驱动，生成与接收的脉冲信号对应的脉冲电流，将所述脉冲电流输送给所述步进电机；

所述步进电机与所述减速装置相连，用于根据接收的脉冲电流进行转动，输出扭矩带动所述减速装置转动；

所述减速装置与所述待测编码器相连，用于带动所述待测编码器转动；所述待测编码器与所述控制器相连，用于将自身实际转动的角位移

转换为脉冲个数，将包含转换后的脉冲个数的脉冲信号反馈给所述控制器。

本发明实施例还提供一种增量式编码器检测系统，包括：控制器，细分驱动器，步进电机，减速装置和待测编码器；

所述控制器分别与所述细分驱动器和所述待测编码器相连，用于将预设的角位移

换算成脉冲个数n，将包含脉冲个数n的脉冲信号发送给所述细分驱动器，及接收所述待测编码器反馈的脉冲信号，将所述待测编码器反馈的脉冲信号所包含的脉冲个数换算为所述待测编码器实际转动的角位移

将角位移

与

进行比对，根据比对结果判断待测编码器的精度，其中，

与n满足关系：

η为所述减速装置的减速比，θ为所述步进电机的最小步距角，m为所述细分驱动器的细分微步数；

所述细分驱动器与所述步进电机相连，用于接收所述控制器发送的脉冲信号，进行微步驱动，生成与接收的脉冲信号对应的脉冲电流，将所述脉冲电流输送给所述步进电机；

所述步进电机与所述减速装置相连，用于根据接收的脉冲电流进行转动，输出扭矩带动所述减速装置转动；

所述减速装置与所述待测编码器相连，用于带动所述待测编码器转动；所述待测编码器与所述控制器相连，用于将自身转动的角位移

转换为脉冲个数，将包含转换后的脉冲个数的脉冲信号反馈给所述控制器。

基于上述技术方案，本发明实施例提供的增量式编码器检测系统，控制器根据减速装置的减速比η，步进电机的最小步距角θ和细分驱动器的细分微步数m，将待测编码器的理论转动角位移

换算成脉冲个数n，控制器将包含脉冲个数n的脉冲信号发送给细分驱动器，通过细分驱动器的微步驱动控制步进电机转动，步进电机的转动带动减速装置转动，从而带动与减速装置输出端相连的待测编码器转动，待测编码器将自身实际转动的角位移

对应的脉冲个数反馈给控制器，通过控制器换算后的与待测编码器反馈的脉冲个数对应的角位移

进行待测编码器理论转动角位移

与实际转动角位移的比对，从而根据比对结果判断待测编码器的精度。相对现有技术，本发明实施例不采用高精度编码器进行待测编码器的精度检测，避免了高精度编码器在特殊工作环境下的工作限制，同时本发明实施例提供的增量式编码器检测系统的各部件对工作环境的要求相对较低，解决了现有增量式编码器检测系统的利用率较低的问题，本发明实施例提供的增量式编码器检测系统相对现有技术提高了利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种增量式编码器检测系统的结构框图；

图2为本发明实施例提供的控制器的结构框图；

图3为本发明实施例提供的一种增量式编码器检测系统的另一结构框图；

图4为本发明实施例一种增量式编码器检测系统的又一结构框图；

图5为本发明实施例提供的控制器的另一结构框图；

图6本发明实施例提供的一种增量式编码器检测系统的又另一结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种增量式编码器检测系统的结构框图，参照图1，该系统可以包括：上位机100，控制器200，细分驱动器300，步进电机400，减速装置500和待测编码器600；其中，上位机100与控制器200相连，控制器200分别与细分驱动器300和待测编码器600相连，步进电机400分别与细分驱动器300和减速装置500相连，待测编码器600与减速装置500相连。

上位机100，用于设置角位移

将包含角位移

的信号发送至控制器200，及接收控制器200发送的包含待测编码器600实际转动角位移

的信号，将角位移与

进行比对，根据比对结果判断待测编码器600的精度；

角位移为上位机100所设置的期望待测编码器600转动的角位移，为本发明实施例待测编码器600的理论转动角位移，对于角位移

的设置可以仅设置角位移

的大小，如设置角位移

为N°（度，角度单位），N为正数；角位移

为待测编码器600实际转动的角位移，将待测编码器600理论应转动的角位移

与实际转动的角位移进行比对，即可得出误差值，通过误差值判断待测编码器的精度，误差值与待测编码器600的精度的对应关系，可根据实际情况设定，本发明并不设限。对于本发明实施例如何控制待测编码器600进行转动，使得待测编码器600的理论转动角位移为

将通过下文描述的系统各部件的关系进行清楚介绍。

可选的，上位机100还可根据角位移

角位移

及角位移

与角位移

的比对结果，生成反映待测编码器600精度的测试报告。

可选的，上位机100还可对该测试报告进行显示。

可选的，上位机100可以为任何的具有数据处理及显示的装置，优选为PC（Personal Computer，个人计算机）机。

可选的，上位机100与控制器200通过RS422（平衡电压数字接口电路的电气特性）总线进行数据信号的传送。

控制器200，用于将角位移

换算成脉冲个数n，将包含脉冲个数n的脉冲信号发送给细分驱动器300，及接收待测编码器600反馈的脉冲信号，将待测编码器600反馈的脉冲信号所包含的脉冲个数换算为待测编码器600实际转动的角位移

将包含角位移

的信号发送给上位机100，其中，

与n满足关系：

η为减速装置500的减速比，θ为步进电机400的最小步距角，m为细分驱动器300的细分微步数；

本发明实施例所提供的增量式编码器检测系统，待测编码器600与减速装置500的输出端相连，待测编码器600通过减速装置500的输出端的带动进行转动，从而获得角位移，而减速装置500的输入端是与步进电机400相连，只有步进电机400的转动才可带动减速装置500转动，因此在上位机100设置了待测编码器600的理论转动角位移

后，为使与待测编码器600相连的减速装置500的输出端输出的角位移能够与角位移相对应，控制器200需要在接收到上位机100传送的角位移

后，将角位移

换算成脉冲个数n，以使控制器200输送给细分驱动器300的脉冲信号，经细分驱动器300，步进电机400和减速装置500的作用后，减速装置500输出端所转动的角位移能够与角位移

对应，

与n满足如下关系式：

η为减速装置500的减速比，θ为步进电机400的最小步距角，m为细分驱动器300的细分微步数；

控制器200发送给细分驱动器300的脉冲信号包括脉冲个数和脉冲频率，本发明实施例只对控制器200发送给细分驱动器300的脉冲个数n进行限定，对于脉冲频率则不作限定。

可选的，控制器200发送给细分驱动器300的脉冲信号为SPWM（Sinusoidal PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制），正弦脉冲宽度调制）脉冲信号。

细分驱动器300，用于接收控制器200发送的脉冲信号，根据所述细分微步数m进行微步驱动，生成与接收的脉冲信号对应的脉冲电流，将所述脉冲电流输送给步进电机400；

细分驱动器300可以为任意的具有细分功能的驱动器，细分驱动器300进行微步驱动后，生成与控制器200发送的脉冲信号对应的脉冲电流，将该脉冲电流输送给步进电机400，以驱动步进电机400转动。

可选的，细分驱动器300可采用样值查表方式进行微步驱动，通过内置的采样电阻采集的实时电流情况进行电流闭环，从而保证微步跟踪精度。

步进电机400，用于根据接收的脉冲电流进行转动，输出扭矩带动减速装置500转动；

步进电机400与减速装置500的输入端相连，减速装置500的减速比为η，η=步进电机400的转速/减速装置500的转速，如减速比η为90，则步进电机400转动90圈，减速装置500转动1圈，即减速装置500的输出端输出转动1圈的扭矩；

由于控制器200根据减速装置500的减速比η，步进电机400的最小步距角θ和细分驱动器300的细分微步数m，对角位移

进行了换算，因此减速装置500在步进电机400的带动下所转动的角位移与角位移

相等。

可选的，步进电机400为两相混合式步进电机。

减速装置500，用于带动待测编码器600转动；

减速装置500可以为高精度的齿轮减速器，可选为零背隙减速机。

待测编码器600，用于将自身转动的角位移转换为脉冲个数，将包含转换后的脉冲个数的脉冲信号反馈给所述控制器；

待测编码器600与减速装置500的输出端相连，理论上待测编码器600与减速装置500应进行同步转动，待测编码器600转动的角位移应与减速装置500转动的角位移相等，均为角位移

但由于待测编码器600的精度问题，待测编码器600所转动的角位移并不一定是角位移为验证待测编码器600的精度，待测编码器600需将自身实际转动的角位移

转换为对应的脉冲个数，将包含该脉冲个数的信号反馈给控制器200，以通过控制器200将该脉冲个数还原为角位移

通过上位机100进行角位移

与角位移

的比对，以根据比对结果判断待测编码器600的精度。

为使本发明实施例提供的增量式编码器检测系统的工作原理更为清楚，现以上位机100设置的角位移

为1°，减速装置500的减速比η为90:1，步进电机400的最小步距角θ为1.8°，细分驱动器300的细分微步数m为32为例进行说明，控制器200所换算的脉冲个数n=1°×90×32／1.8°，将包含该脉冲个数的脉冲信号送到细分驱动器300后，细分驱动器300控制步进电机400转动90°，与减速装置500输出直连的待测编码器600就应该转动1°，此处的1°就是待测编码器600的理论转动角位移，理论上待测编码器600向控制器200反馈的脉冲数也应是与1°对应的，但由于待测编码器600的精度问题，待测编码器600反馈给控制器200反馈的脉冲数存在一定的误差，即测编码器600向控制器200反馈的实际转动角位移

与理论转动角位移

存在误差，根据该误差即可判断待测编码器600的精度，误差越小，精度越高，待测编码器600的性能也越好。

本发明实施例提供的增量式编码器检测系统，通过控制器、细分驱动器、步进电机和减速装置，向待测编码器传达上位机所设置的待测编码器的理论转动角位移，将待测编码器实际转动的角位移与理论转动角位移进行比对，从而判断待测编码器的精度；具体的，控制器根据减速装置的减速比η，步进电机的最小步距角θ和细分驱动器的细分微步数m，将待测编码器的理论转动角位移

换算成脉冲个数n，控制器将包含脉冲个数n的脉冲信号发送给细分驱动器，通过细分驱动器的微步驱动控制步进电机转动，步进电机的转动带动减速装置转动，从而带动与减速装置输出端相连的待测编码器转动，待测编码器将自身实际转动的角位移

对应的脉冲个数反馈给控制器，通过控制器换算后的与待测编码器反馈的脉冲个数对应的角位移

进行待测编码器理论转动角位移

与实际转动角位移

的比对，从而根据比对结果判断待测编码器的精度。相对现有技术，本发明实施例不采用高精度编码器进行待测编码器的精度检测，避免了高精度编码器在特殊工作环境下的工作限制，同时本发明实施例提供的增量式编码器检测系统的各部件对工作环境的要求相对较低，解决了现有增量式编码器检测系统的利用率较低的问题，本发明实施例提供的增量式编码器检测系统相对现有技术提高了利用率。

需要说明的是，为使图1所示增量式编码器检测系统，保持准确的检测结果，作为优选，应满足如下关系：待测编码器的最小可控角=θη/m，以步进电机最小步距角θ为1.8°，细分驱动器的细分微步数m为32，减速装置的减速比η为90:1为例，θη/m=6.25e-4，则本发明实施例提供的增量式编码器检测系统优选为最高可以检测δ=0.0013°，k=276920刻线的待测增量式编码器，δ表示待测编码器每转过一个分辨率的角度，δ=360°k，k为待测编码器的刻线。值得注意的是，上述情况只作为本发明实施例的优选，并不可作为对本发明增量式编码器检测系统的限制。

图2为本发明实施例提供的控制器的结构框图，参照图2，控制器200可以包括：单片机210、第一接口电路220和第二接口电路230；

单片机210，用于将角位移

换算成脉冲个数n，将包含脉冲个数n的脉冲信号发送给细分驱动器300，及将待测编码器600反馈的脉冲信号所包含的脉冲个数换算为待测编码器600实际转动的角位移

对于脉冲个数的计算可由单片机210内置的计数器完成；

第一接口电路220分别与上位机100和单片机210相连，用于接收上位机100发送的包含角位移

的信号，将包含角位移

的信号传送至单片机210，及将包含单片机210换算的角位移

的信号发送给上位机100；

第二接口电路230分别与单片机210和待测编码器600相连，用于接收待测编码器600反馈的脉冲信号，将待测编码器600反馈的脉冲信号传送至单片机210。

可选的，控制器200可以包括E2PROM(Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory，电可擦可编程只读存储器），E2PROM与单片机210相连，在控制器200掉电时，对单片机210处理的数据进行存储，防止控制器200掉电后的数据丢失。

显然，控制器200内的单片机也可由其他处理器芯片代替，如FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）等。

图3为本发明实施例提供的一种增量式编码器检测系统的另一结构框图，结合图1和图3所示，图3所示系统还包括：第一安装底盘710，第二安装底盘720和第三安装底盘730；

第一安装底盘710用于安装步进电机400，第二安装底盘720用于安装减速装置500，第三安装底盘730用于安装待测编码器600；

第一安装底盘710，第二安装底盘720和第三安装底盘730的具体形状可根据所选定的步进电机400、减速装置500和待测编码器600的结构和型号进行加工设计；

由于本发明实施例所提供的增量式编码器检测系统，具有特殊工作环境的工作需求，因此图3所示系统在图1所示系统的基础上增加设置了步进电机400、减速装置500和待测编码器600对应的安装底盘，将本发明系统需要进行转动的执行部件（步进电机400、减速装置500和待测编码器600）设置在对应的安装底盘上，这样在特殊工作环境下，只需将第一安装底盘710、第二安装底盘720和第三安装底盘730设置在特殊工作环境中，通过通信线缆进行第一安装底盘710上安装的步进电机400与细分驱动器300的通信、及第三安装底盘730上安装的待测编码器600与控制器200的通信，避免了系统控制部件（上位机100，控制器200和细分驱动器300）放置在特殊工作环境中的情况，提高了本系统控制部件的可靠性与使用寿命。同时在更换新的待测编码器时，只需进行系统部件间的联轴调节，或，更换待测编码器的安装底盘即可实现新的待测编码器的检测。

可选的，第一安装底盘710，第二安装底盘720可设置在一个安装总板上。

图4为本发明实施例一种增量式编码器检测系统的又一结构框图，参照图4，该系统可以包括：控制器20，细分驱动器300，步进电机400，减速装置500和待测编码器600；控制20分别与细分驱动器300和待测编码器600相连，步进电机400分别与细分驱动器300和减速装置500相连，待测编码器600与减速装置500相连。

控制器20，用于将预设的角位移

换算成脉冲个数n，将包含脉冲个数n的脉冲信号发送给细分驱动器300，及接收待测编码器600反馈的脉冲信号，将待测编码器600反馈的脉冲信号所包含的脉冲个数换算为待测编码器600实际转动的角位移

将角位移

与

进行比对，根据比对结果判断待测编码器600的精度，其中，

与n满足关系：

η为减速装置500的减速比，θ为步进电机400的最小步距角，m为细分驱动器300的细分微步数；

控制器20内预设的角位移

为本发明实施例待测编码器600在理论上应转动的角位移，对于角位移的设置可以仅设置角位移

的大小，如设置角位移为N°（度），N为正数；角位移为本发明实施例待测编码器600实际转动的角位移，将待测编码器600理论转动角位移

与实际转动的角位移

进行比对，即可得出误差值，通过误差值判断待测编码器的精度；

由于本发明实施例提供的增量式编码器检测系统，是通过控制器20、细分驱动器300、步进电机400和减速装置500向待测编码器600传达待测编码器的理论转动角位移

因此控制器20需要将预设的角位移

换算成对应的脉冲个数n，以使控制器20输送给细分驱动器300的脉冲信号，经细分驱动器300，步进电机400和减速装置500的作用后，减速装置500输出端所转动的角位移能够与角位移

对应，

与n满足如下关系式：

η为减速装置500的减速比，θ为步进电机400的最小步距角，m为细分驱动器300的细分微步数；

控制器20发送给细分驱动器300的脉冲信号包括脉冲个数和脉冲频率，本发明实施例只对控制器20发送给细分驱动器300的脉冲个数n进行限定，对于脉冲频率则不作限定。

可选的，控制器20发送给细分驱动器300的脉冲信号为SPWM(SinusoidalPWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制），正弦脉冲宽度调制）脉冲信号。

可选的，控制器20可预设至少一个角位移，所预设的角位移可通过控制器20外设的按键进行对应，如控制器20可预设三个角位移，控制器20外设有与这三个预设角位移对应的三个按键，在进行待测编码器的精度检测时，可选择这三个按键的任一个，进行预设角位移的选定，以使控制器20根据选定的角位移进行后续操作。

细分驱动器300，用于接收控制器20发送的脉冲信号，根据所述细分微步数m进行微步驱动，生成与接收的脉冲信号对应的脉冲电流，将所述脉冲电流输送给步进电机400；

细分驱动器300可以为任意的具有细分功能的驱动器，细分驱动器300进行微步驱动后，生成与控制器20发送的脉冲信号对应的脉冲电流，将该脉冲电流输送给步进电机400，以驱动步进电机400转动；

可选的，细分驱动器300可采用样值查表方式进行微步驱动，通过内置的采样电阻采集的细分驱动器300内的实时电流情况进行电流闭环，从而保证微步跟踪精度。

步进电机400，用于根据接收的脉冲电流进行转动，输出扭矩带动减速装置500转动；

步进电机400与减速装置500的输入端相连，减速装置500的减速比为η，η=步进电机400的转速/减速装置500的转速，如减速比η为90，则步进电机400转动90圈，减速装置500转动1圈，即减速装置500的输出端转动1圈；

由于控制器20根据减速装置500的减速比η，步进电机400的最小步距角θ和细分驱动器300的细分微步数m，对角位移

进行了换算，因此减速装置500在步进电机400的带动下所转动的角位移与角位移相等。

可选的，步进电机400为两相混合式步进电机。

减速装置500，用于带动待测编码器600进行转动；

减速装置500可以为高精度的齿轮减速器，可选为零背隙减速机。

待测编码器600，用于将自身转动的角位移

转换为脉冲个数，将包含转换后的脉冲个数的脉冲信号反馈给所述控制器；

待测编码器600与减速装置500的输出端相连，理论上待测编码器600与减速装置500应进行同步转动，待测编码器600转动的角位移应与减速装置500转动的角位移相等均为角位移但由于待测编码器600的精度问题，待测编码器600所转动的角位移并不一定是角位移

为验证待测编码器600的精度，待测编码器600需将自身实际转动的角位移

转换为对应的脉冲个数，将包含该脉冲个数的信号反馈给控制器200，以通过控制器200将该脉冲个数还原为角位移

从而进行角位移

与角位移

的比对，以根据比对结果判断待测编码器600的精度。

本发明实施例提供的增量式编码器检测系统，控制器根据减速装置的减速比η，步进电机的最小步距角θ和细分驱动器的细分微步数m，将待测编码器的理论转动角位移

换算成脉冲个数n，控制器将包含脉冲个数n的脉冲信号发送给细分驱动器，通过细分驱动器的微步驱动控制步进电机转动，步进电机的转动带动减速装置转动，从而带动与减速装置输出端相连的待测编码器转动，待测编码器将自身实际转动的角位移

对应的脉冲个数反馈给控制器，通过控制器换算后的与待测编码器反馈的脉冲个数对应的角位移

进行待测编码器理论转动角位移

与实际转动角位移的比对，从而根据比对结果判断待测编码器的精度。相对现有技术，本发明实施例不采用高精度编码器进行待测编码器的精度检测，避免了高精度编码器在特殊工作环境下的工作限制，同时本发明实施例提供的增量式编码器检测系统的各部件对工作环境的要求相对较低，解决了现有增量式编码器检测系统的利用率较低的问题，本发明实施例提供的增量式编码器检测系统相对现有技术提高了利用率。

需要说明的是，为使图4所示增量式编码器检测系统，保持准确的检测结果，作为优选，应满足如下关系：待测编码器的最小可控角=θη/m，以步进电机最小步距角θ为1.8°，细分驱动器的细分微步数m为32，减速装置的减速比η为90:1为例，θη/m=6.25e-4，则本发明实施例提供的增量式编码器检测系统优选为最高可以检测δ=0.0013°，k=276920刻线的待测增量式编码器，δ表示待测编码器每转过一个分辨率的角度，δ=360°/k，k为待测编码器的刻线。值得注意的是，上述情况只作为本发明实施例的优选，并不可作为对本发明增量式编码器检测系统的限制。

可选的，图4所述系统还可以包括：与控制器20相连的显示装置，用于显示角位移与

的比对结果，和/或，显示控制器20根据该比对结果判断的待测编码器精度，显示装置可选为显示器。

图4所示系统与图1所示系统相比，图4所示系统舍去了上位机，由控制器20执行角位移

的设置、角位移

与

的比对、和待测编码器精度的判断，图4所示系统与图1所示系统相比结构更为精简。

图5为本发明实施例提供的控制器的另一结构框图，参照图5，控制器20可以包括：单片机21和接口电路22

单片机21，用于将预设的角位移

换算成脉冲个数n，将包含脉冲个数n的脉冲信号发送给细分驱动器300，及将待测编码器600反馈的脉冲信号所包含的脉冲个数换算为对应的角位移将角位移

与

进行比对，根据比对结果判断待测编码器600的精度；

对于脉冲个数的计算可由单片机21内置的计数器完成；

分别与单片机21和待测编码器600相连的接口电路22，用于接收待测编码器600反馈的脉冲信号，将待测编码器600反馈的脉冲信号传送给单片机22。

可选的，控制器20可以包括E2PROM（Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory，电可擦可编程只读存储器），E2PROM与单片机21相连，在控制器20掉电时，对单片机21处理的数据进行存储，防止控制器20掉电后的数据丢失。

显然，控制器20内的单片机也可由其他处理器芯片代替，如FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）等。

图6本发明实施例提供的一种增量式编码器检测系统的又另一结构框图，结合图4和图6所示，图6所示系统还包括：第一安装底盘710，第二安装底盘720和第三安装底盘730；

第一安装底盘710用于安装步进电机400，第二安装底盘720用于安装减速装置500，第三安装底盘730用于安装待测编码器600；

由于本发明实施例所提供的增量式编码器检测系统，具有特殊工作环境的工作需求，因此图6所示系统在图4所示系统的基础上增加设置了步进电机400、减速装置500和待测编码器600对应的安装底盘，将本发明系统需要进行转动的执行部件（步进电机400、减速装置500和待测编码器600）设置在对应的安装底盘上，这样在特殊工作环境下，只需将第一安装底盘710，第二安装底盘720和第三安装底盘730设置在特殊工作环境中，通过通信线缆进行第一安装底盘710上安装的步进电机400与细分驱动器300的通信、及第三安装底盘730上安装的待测编码器600与控制器200的通信，避免了系统控制部件（控制器20和细分驱动器300）放置在特殊工作环境中的情况，提高了本系统控制部件的可靠性与使用寿命。同时在更换新的待测编码器时，只需进行系统部件间的联轴调节，或，更换待测编码器的安装底盘即可实现新的待测编码器的检测。

可选的，第一安装底盘710，第二安装底盘720可设置在一个安装总板上。

相对现有技术，本发明实施例提供的增量式编码器检测系统，不采用高精度编码器进行辅助检测，同时本发明实施例提供的系统的各部件对工作环境的要求相对较低，避免了高精度编码器在特殊工作环境下的工作限制，解决了现有增量式编码器检测系统的利用率较低的问题，本发明实施例提供的增量式编码器检测系统相对现有技术提高了利用率。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种增量式编码器检测系统，其特征在于，包括：上位机，控制器，细分驱动器，步进电机，减速装置和待测编码器；

所述上位机与所述控制器相连，用于设置角位移 将包含角位移 

的信号发送至所述控制器，及接收所述控制器发送的包含所述待测编码器实际转动角位移 

的信号，将角位移 与 

进行比对，根据比对结果判断所述待测编码器的精度；

所述控制器分别与所述细分驱动器和所述待测编码器相连，用于将角位移 

换算成脉冲个数n，将包含脉冲个数n的脉冲信号发送给所述细分驱动器，及接收所述待测编码器反馈的脉冲信号，将所述待测编码器反馈的脉冲信号所包含的脉冲个数换算为所述待测编码器实际转动的角位移 

将包含角位移 

的信号发送给所述上位机，其中， 

与n满足关系：

η为所述减速装置的减速比，θ为所述步进电机的最小步距角，m为所述细分驱动器的细分微步数；

所述细分驱动器与所述步进电机相连，用于接收所述控制器发送的脉冲信号，进行微步驱动，生成与接收的脉冲信号对应的脉冲电流，将所述脉冲电流输送给所述步进电机；

所述步进电机与所述减速装置相连，用于根据接收的脉冲电流进行转动，输出扭矩带动所述减速装置转动；

所述减速装置与所述待测编码器相连，用于带动所述待测编码器转动；

所述待测编码器与所述控制器相连，用于将自身实际转动的角位移 

转换为脉冲个数，将包含转换后的脉冲个数的脉冲信号反馈给所述控制器。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器包括：

单片机，用于将角位移 换算成脉冲个数n，将包含脉冲个数n的脉冲信号发送给所述细分驱动器，及将所述待测编码器反馈的脉冲信号所包含的脉冲个数换算为所述待测编码器实际转动的角位移 

分别与所述上位机和所述单片机相连的第一接口电路，用于接收所述上位机发送的包含角位移 

的信号，将所述包含角位移 

的信号传送至所述单片机，及将包含所述单片机换算的角位移 的信号发送给所述上位机； 

分别与所述单片机和所述待测编码器相连的第二接口电路，用于接收所述待测编码器反馈的脉冲信号，将所述待测编码器反馈的脉冲信号传送至所述单片机。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制器还包括：

与所述单片机相连，在所述控制器掉电时，对所述单片机处理的数据进行存储的电可擦可编程只读存储器E2PROM。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述上位机根据比对结果判断所述待测编码器的精度具体为：

所述上位机根据角位移 

角位移 

及角位移 

与角位移 

的比对结果，生成反映所述待测编码器精度的测试报告；

所述上位机，还用于显示所述测试报告。

5.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，还包括：用于安装所述步进电机的第一安装底盘，用于安装所述减速装置的第二安装底盘，和用于安装所述待测编码器的第三安装底盘。

6.一种增量式编码器检测系统，其特征在于，包括：控制器，细分驱动器，步进电机，减速装置和待测编码器；

所述控制器分别与所述细分驱动器和所述待测编码器相连，用于将预设的角位移 

换算成脉冲个数n，将包含脉冲个数n的脉冲信号发送给所述细分驱动器，及接收所述待测编码器反馈的脉冲信号，将所述待测编码器反馈的脉冲信号所包含的脉冲个数换算为所述待测编码器实际转动的角位移 

将角位移 

与 

进行比对，根据比对结果判断待测编码器的精度，其中， 

与n满足关系：

η为所述减速装置的减速比，θ为所述步进电机的最小步距角，m为所述细分驱动器的细分微步数；

所述细分驱动器与所述步进电机相连，用于接收所述控制器发送的脉冲信号，进行微步驱动，生成与接收的脉冲信号对应的脉冲电流，将所述脉冲电流输送给所述步进电机；

所述步进电机与所述减速装置相连，用于根据接收的脉冲电流进行转动，输出扭矩带动所述减速装置转动； 

所述减速装置与所述待测编码器相连，用于带动所述待测编码器转动；

所述待测编码器与所述控制器相连，用于将自身转动的角位移 转换为脉冲个数，将包含转换后的脉冲个数的脉冲信号反馈给所述控制器。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述控制器包括：

单片机，用于将预设的角位移 

换算成脉冲个数n，将包含脉冲个数n的脉冲信号发送给所述细分驱动器，及将所述待测编码器反馈的脉冲信号所包含的脉冲个数换算为所述待测编码器实际转动的角位移 

将角位移 

与 

进行比对，根据比对结果判断待测编码器的精度；

分别与所述单片机和所述待测编码器相连的接口电路，用于接收所述待测编码器反馈的脉冲信号，将所述待测编码器反馈的脉冲信号传送给所述单片机。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述控制器还包括：

与所述单片机相连，在所述控制器掉电时，对所述单片机处理的数据进行存储的电可擦可编程只读存储器E2PROM。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：用于安装所述步进电机的第一安装底盘，用于安装所述减速装置的第二安装底盘，和用于安装所述待测编码器的第三安装底盘。

10.根据权利要求6至9任一项所述的系统，其特征在于，还包括：显示装置；

所述显示装置与所述控制器相连，用于显示所述比对结果，和/或，显示所述控制器根据所述比对结果判断的编码器精度。 

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