CN113218425B - 基于Excel程序的编码器零位信号编码设计及验证方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于Excel程序的编码器零位信号编码设计及验证方法，基于Excel表格，建立模拟光电池电路输出脉冲信号的验证场景，编码器动光栅和静光栅上刻画有一组相同的编码，将其转换成二进制编码，将该二进制编码输入到表格中的编码输入区；表格中还具有动态编码比照区，采用FLOOR函数计算动态编码比照区内每一行的编码串与二进制编码比较时透明窗口1重叠的数量记为G；于表格中生成光强弱变化图，根据光强弱变化图判断编码器编码是否符合设计要求。本发明的设计及验证方法简单有效，基于Excel程序所做出的的光强弱变化图可快速模拟并获得依此二进制编码印制的编码所产生的脉冲信号特征，对超高分辨率动光栅和静光栅的设计，具有非常大的意义。
Description
技术领域
本发明涉及编码器技术领域，尤其是涉及基于Excel程序的编码器零位信号编码设计及验证方法。
背景技术
编码器以信号原理来划分，可分为绝对式编码器(APC)和增量式编码器(SPC)，顾名思义，绝对式编码器可以记录编码器在一个绝对坐标系上的位置，而增量式编码器可以输出编码器从预定义的起始位置发生的增量变化。
实际使用的增量式编码器会输出三组方波脉冲A、B和Z相，如图1所示，A相和B相这两组脉冲相位差
可以判断出旋转方向和旋转速度，当编码器轴每转一周便输出n个脉冲信号，信号的周期为T，而Z相脉冲又被称做零位脉冲，每转一周便输出一个脉冲，信号宽度e＝1T±0.5T，Z相脉冲代表零位参考点，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考点，专门用于基准点定位。
目前，是通过人工画图法来一步一步验证所选编码是否符合设计要求的，但是一个N长度的二进制编码，理论上存在几百万种不同的组合方式，如果要对每种组合方式都加以验证，这是非常巨大的工程量，验证过程会很困难，这也就无法保证编码器输出零位信号的稳定性、可靠性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供基于Excel程序的编码器零位信号编码设计及验证方法，能够快速、方便的得到二进制编码的验证结果，从而准确判断出编码器编码是否符合设计要求。
为实现上述目的，本发明采用以下内容：
基于Excel程序的编码器零位信号编码设计及验证方法，于PC端上启动Excel程序，打开Excel表格，基于所述Excel表格，建立模拟光电池电路输出脉冲信号的验证场景；
其中，所述验证场景的具体设计方法：
编码器动光栅和静光栅上刻画有一组相同的编码，将透明窗口用1来表示，不透明窗口用0来表示，得到一串N长度的二进制编码，将该二进制编码输入到Excel表格中的编码输入区；
编码输入区下方具有用于模拟动光栅从一端依次通过静光栅的动态编码比照区，该动态编码比照区由2N-1行编码串组成，并且动态编码比照区内的编码串是随着编码输入区中的二进制编码同步变化的，第一行编码串的首位对应二进制编码的末位，最后一行编码串的末位对应二进制编码的首位，相邻的上下两行编码串之间仅相差一个单元格的位置；
采用FLOOR函数计算动态编码比照区内每一行的编码串与二进制编码比较过程中透明窗口1重叠的数量，并记为G；
于Excel表格中自动生成出以动态编码比照区内编码串的行数目作为横坐标、以G作为纵坐标的光强弱变化图，根据光强弱变化图判断编码器编码是否符合设计要求。
优选的是，所述光强弱变化图中会出现能够显示光的强弱变化过程的波形图，其中，将波形图中最高峰值点的高度记为H1，仅次于最高峰值点的次峰值点的高度记为H2；
当
时，则判断编码器编码符合设计要求。
采用上述技术方案，本发明能够取得的有益效果如下：
设计及验证方法简单有效，基于Excel程序所做出的的光强弱变化图可快速模拟并获得依此二进制编码印制的编码所产生的脉冲信号特征，对超高分辨率动光栅和静光栅的设计，具有非常大的意义。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1是目前的增量式编码器输出三组方波脉冲信号的关系示意图；
图2是采用本发明设计方法在验证编码器编码时的图表示意图；
图3是编码器静光栅和动光栅的示意图；
图4是利用本发明的方法将图3中的二进制编码模拟成光电池电路输出的脉冲信号结果示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
基于Excel程序的编码器零位信号编码设计及验证方法，于PC端上启动Excel程序，打开Excel表格，基于所述Excel表格，建立模拟光电池电路输出脉冲信号的验证场景。
其中，所述验证场景的具体设计方法：
编码器动光栅和静光栅上刻画有一组相同的编码，将透明窗口用1来表示，不透明窗口用0来表示，如图2所示，得到一串N长度的二进制编码，将该二进制编码输入到Excel表格中的编码输入区。
编码输入区下方具有用于模拟动光栅从一端依次通过静光栅的动态编码比照区，该动态编码比照区由2N-1行编码串组成，并且动态编码比照区内的编码串是随着编码输入区中的二进制编码同步变化的，第一行编码串的首位对应二进制编码的末位，最后一行编码串的末位对应二进制编码的首位，相邻的上下两行编码串之间仅相差一个单元格的位置。
采用FLOOR函数计算动态编码比照区内每一行的编码串与二进制编码比较过程中透明窗口1重叠的数量，并记为G。
于Excel表格中自动生成出以动态编码比照区内编码串的行数目作为横坐标、以G作为纵坐标的光强弱变化图，根据光强弱变化图判断编码器编码是否符合设计要求。
如图3所示，静光栅和动光栅上的编码可用“101001000100101”二进制编码表示，当动光栅从右向左(从左向右亦可)依次通过静光栅时，通过的光会出现强弱变化，而反应在受光的光电池电路上就会得到一组强弱不等的模拟脉冲信号，如图4所示，从横坐标11到39，显示的就是二进制编码为“101001000100101”动光栅从右向左通过静光栅时，光的强弱变化过程。
光强弱变化图中会出现能够显示光的强弱变化过程的波形图，其中，将波形图中最高峰值点的高度记为H1，仅次于最高峰值点的次峰值点的高度记为H2。
当
时，则判断编码器编码符合设计要求。根据后续A/D电路要求，H2/H1的比值越小越理想，对电路的抗干扰、抗温度性能就越好。
验证编码器编码是否设计要求，只需将静光栅和动光栅上刻的编码转换成二进制编码，再将二进制编码输入到Excel表格中的编码输入区，快速获得一幅光强弱变化图，简单计算出图中次峰值点与最高峰值点的比值，若该比值不超过1/3，则表示编码器编码设计良好。
本发明基于Excel程序，设计出能够快速验证编码器编码的方法，并通过调用FLOOR函数，配合Excel表格设计，可快速得到编码长度52位以内的任意二进制编码的验证结果，再计算出光的强弱变化过程数据，通过图表方式，简单模拟出光电池电路输出的脉冲信号结果，对超高分辨率动光栅和静光栅设计，有着非常大的意义。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (2)
1.一种基于Excel程序的编码器零位信号编码设计及验证方法，其特征在于，于PC端上启动Excel程序，打开Excel表格，基于所述Excel表格，建立模拟光电池电路输出脉冲信号的验证场景；
其中，所述验证场景的具体设计方法：
编码器动光栅和静光栅上刻画有一组相同的编码，将透明窗口用1来表示，不透明窗口用0来表示，得到一串N长度的二进制编码，将该二进制编码输入到Excel表格中的编码输入区；
编码输入区下方具有用于模拟动光栅从一端依次通过静光栅的动态编码比照区，该动态编码比照区由2N-1行编码串组成，并且动态编码比照区内的编码串是随着编码输入区中的二进制编码同步变化的，动态编码比照区第一行编码串的首位与编码输入区二进制编码的末位处于同一列，动态编码比照区最后一行编码串的末位与编码输入区二进制编码的首位处于同一列，相邻的上下两行编码串之间仅相差一个单元格的位置；
采用FLOOR函数计算动态编码比照区内每一行的编码串与二进制编码比较过程中透明窗口1重叠的数量，并记为G；
于Excel表格中自动生成出以动态编码比照区内编码串的行数目作为横坐标、以G作为纵坐标的光强弱变化图，根据光强弱变化图判断编码器编码是否符合设计要求。
2.根据权利要求1所述的基于Excel程序的编码器零位信号编码设计及验证方法，其特征在于，所述光强弱变化图中会出现能够显示光的强弱变化过程的波形图，其中，将波形图中最高峰值点的高度记为H1，仅次于最高峰值点的次峰值点的高度记为H2；
当H2 
H1时，则判断编码器编码符合设计要求。
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