CN114111854A - 一种新型光电编码器 - Google Patents
一种新型光电编码器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114111854A CN114111854A CN202111429566.2A CN202111429566A CN114111854A CN 114111854 A CN114111854 A CN 114111854A CN 202111429566 A CN202111429566 A CN 202111429566A CN 114111854 A CN114111854 A CN 114111854A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- linear
- detection module
- light
- photoelectric detection
- code
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 4
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000011896 sensitive detection Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Abstract
本发明公开了一种新型光电编码器，包括线型激光发射器、码盘、光电探测模块、主轴、LED光源、轴承座；主轴通过轴承转动连接在轴承座上，码盘固定在主轴上；光电探测模块固定在轴承座上且位于码盘上方，所述光电探测模块由PSD传感器、光电二极管和信号处理电路板组成，PSD传感器和光电二极管均电性连接在信号处理电路板上；线型激光发射器固定在轴承座内，且其发射的线型光束可通过码盘的外圈码道投射到光电探测模块的PSD传感器上；LED光源固定在轴承座内，且其输出的光束可通过码盘的内圈码道透射到光电探测模块的光电二极管上。本发明具有结构简单、体积小和角度测量精度高、装配调试简单的特点。
Description
技术领域
本发明属于旋转角度、直线位移和转速等物理量自动化测量技术领域，具体是涉及一种新型绝对式光电编码器，主要应用于航空航天、机器人和人工智能等领域，尤其适用于对测量精度和稳定性要求高、重量和体积受限的工作环境下对轴角信息进行采集。
背景技术
绝对式光电编码器由于其具有精度高、非接触测量、无累积误差、无接触磨损、抗干扰能力强等优点，在复杂控制领域中得到了广泛的应用，目前常用格雷码进行码盘设计，格雷码在任意两个相邻的数之间转换时，只有一个数位发生变化，它减少了逻辑混淆的发生，但是格雷码编码器依然存在译码电路复杂、光源多、易串光、组装调试效率低、无法大规模批量生产等缺点，严重限制了光电编码器在复杂控制领域的大规模推广应用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，通过一种新型光电编码器，该编码器具有结构简单、体积小和角度测量精度高、装配调试简单的的特点，可应用于航空航天、人工智能、机器人和工业现场对角度和角速度信息进行检测。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下，结合附图：
一种新型光电编码器，包括线型激光发射器1、码盘2、光电探测模块4、主轴6、LED光源7、轴承座8；主轴6通过轴承9转动连接在轴承座8上，码盘2固定在主轴6上；光电探测模块4固定在轴承座8上且位于码盘2上方，所述光电探测模块4由PSD传感器4.1、光电二极管4.2和信号处理电路板4.3组成，PSD传感器4.1和光电二极管4.2均电性连接在信号处理电路板4.3上；线型激光发射器1固定在轴承座8内，且其发射的线型光束可通过码盘2的外圈码道投射到光电探测模块4的PSD传感器4.1上；LED光源7固定在轴承座8内，且其输出的光束可通过码盘2的内圈码道透射到光电探测模块的4光电二极管4.2上。
进一步地，所述线型激光发射器1由激光器二极管1.1、准直柱面透镜1.2和发散柱面透镜1.3组成；激光二极管1.1发射的激光束沿中心光轴，依次通过准直柱面透镜1.2和发散柱面透镜1.3形成线型光束。
进一步地，所述准直柱面透镜1.2为平凸的柱面透镜，透镜表面镀有与激光二极管1.1波长相同的增透介质膜，用于激光二极管1.1的快轴方向光束准直；所述发散柱面透镜1.3为平凹的柱面透镜，透镜表面镀有与激光二极管1.1波长相同的增透介质膜，用于激光二极管1.1的慢轴方向光束发散。
进一步地，所述激光二极管1.1为600nm～900nm波段TO封装的单模半导体激光二极管。
进一步地，所述码盘2为透射式码盘，码盘本体上分别设有外圈码道和内圈码道；内圈码道与码盘本体同心呈环形分布，内圈码道沿圆周在0°～180°之间通光；外圈码道为连续通光孔，通光部分轨迹中心线距离码盘本体中心的距离与角度成线性关系。
进一步地，所述外圈码道的具体形状为：
以码盘本体中心为极点O，OA为极轴建立极坐标系，A和B两点坐标分别为(8,0)和(20,π)，外圈码道为分别在0°～180°和180°～360°范围内的A点到B点之间的两条曲线，外圈码道通光部分中心线上的每一个点P的极坐标设为(ρ,θ)，且ρ和θ呈线性关系，满足函数关系：
式中，θ表示光电编码器输出的角度值，k1,k2表示线性比例系数，b1,b2表示修正常数，ρ分别表示码盘2通光部分中心线上的每一个点到码盘本体中心的距离，A1表示所述光电探测模块光电二极管电信号量化输出值，分别用“1”和“0”表示透光区和非透光区。
进一步地，所述码盘2采用玻璃基体，并在玻璃基体表面进行镀铬处理。
进一步地，所述光电探测模块4通过PSD传感器进行光电探测和位移测量：
所述光电编码器的输出角度θ表示为：
式中，k1,k2表示线性系数，I1和I2分别为从PSD传感器电极X1和电极X2上输出的光电流，L为PSD传感器光敏面的长度，L0表示码盘轴心到PSD传感器光敏面中心的距离，b1,b2为修正常数，A1为码盘内圈码道输出值，分别用“1”和“0”表示透光区和非透光区。
进一步地，所述光电探测模块4通过标定和线性插值法提高位移测量精度：
选用光栅测微仪作为标定工具；
采用线性插值的方法进行精度校准，每隔0.1mm进行线性插值，插值公式如下：
进一步地，还包括接插件底座11，接插件底座11与轴承座8之间通过螺钉固定，接插件底座11通过导线分别与所述线型激光发射器1、光电探测模块4和LED光源7电性连接。
本发明的有益效果在于：
本发明可实现旋转角度、直线位移、角速度等物理量的测量。本发明采用线型激光光源和PSD传感器的组合，将机械旋转角位移转化为激光光源在PSD传感器上的直线位移，利用PSD传感器位移测量精度高的特点，实现了旋转角度的高精度测量。本发明所提出的新型光电编码器外形尺寸减小、重量减轻、旋转角位移测量精度提高，同时，结构简单、操作方便，可应用于航空航天、人工智能、机器人和工业现场，尤其适用于对角度和角速度测量精度要求高且安装空间和尺寸受限的场合。
附图说明
图1为本发明新型光电编码器结构剖面示意图。
图2为本发明所述线型激光发射器结构示意图。
图3为本发明所述码盘结构示意图。
图4为本发明所述PSD传感器结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案：
一种新型光电编码器，包括线型激光发射器1、码盘2、光电探测模块4、主轴6、LED光源7、轴承座8；主轴6通过轴承9转动连接在轴承座8上，码盘2固定在主轴6上；光电探测模块4固定在轴承座8上且位于码盘2上方，所述光电探测模块4由PSD传感器4.1、光电二极管4.2和信号处理电路板4.3组成，PSD传感器4.1和光电二极管4.2均电性连接在信号处理电路板4.3上；线型激光发射器1固定在轴承座8内，且其发射的线型光束可通过码盘2的外圈码道投射到光电探测模块4的PSD传感器4.1上；LED光源7固定在轴承座8内，且其输出的光束可通过码盘2的内圈码道透射到光电探测模块的4光电二极管4.2上。
进一步地，所述线型激光发射器1由激光器二极管1.1、准直柱面透镜1.2和发散柱面透镜1.3组成；激光二极管1.1发射的激光束沿中心光轴，依次通过准直柱面透镜1.2和发散柱面透镜1.3形成线型光束。
进一步地，所述准直柱面透镜1.2为平凸的柱面透镜，透镜表面镀有与激光二极管1.1波长相同的增透介质膜，用于激光二极管1.1的快轴方向光束准直；所述发散柱面透镜1.3为平凹的柱面透镜，透镜表面镀有与激光二极管1.1波长相同的增透介质膜，用于激光二极管1.1的慢轴方向光束发散。
进一步地，所述激光二极管1.1为600nm～900nm波段TO封装的单模半导体激光二极管。
进一步地，所述码盘2为透射式码盘，码盘本体上分别设有外圈码道和内圈码道；内圈码道与码盘本体同心呈环形分布，内圈码道沿圆周在0°～180°之间通光；外圈码道为连续通光孔，通光部分轨迹中心线距离码盘本体中心的距离与角度成线性关系。
进一步地，所述外圈码道的具体形状为：
以码盘本体中心为极点O，OA为极轴建立极坐标系，A和B两点坐标分别为(8,0)和(20,π)，外圈码道为分别在0°～180°和180°～360°范围内的A点到B点之间的两条曲线，外圈码道通光部分中心线上的每一个点P的极坐标设为(ρ,θ)，且ρ和θ呈线性关系，满足函数关系：
式中，θ表示光电编码器输出的角度值，k1,k2表示线性比例系数，b1,b2表示修正常数，ρ分别表示码盘2通光部分中心线上的每一个点到码盘本体中心的距离，A1表示所述光电探测模块光电二极管电信号量化输出值，分别用“1”和“0”表示透光区和非透光区。
进一步地，所述码盘2采用玻璃基体，并在玻璃基体表面进行镀铬处理。
进一步地，所述光电探测模块4通过PSD传感器进行光电探测和位移测量：
所述光电编码器的输出角度θ表示为：
式中，k1,k2表示线性系数，I1和I2分别为从PSD传感器电极X1和电极X2上输出的光电流，L为PSD传感器光敏面的长度，L0表示码盘轴心到PSD传感器光敏面中心的距离，b1,b2为修正常数，A1为码盘内圈码道输出值，分别用“1”和“0”表示透光区和非透光区。
进一步地，所述光电探测模块4通过标定和线性插值法提高位移测量精度：
选用光栅测微仪作为标定工具；
采用线性插值的方法进行精度校准，每隔0.1mm进行线性插值，插值公式如下：
进一步地，还包括接插件底座11，接插件底座11与轴承座8之间通过螺钉固定，接插件底座11通过导线分别与所述线型激光发射器1、光电探测模块4和LED光源7电性连接。
实施例
请参阅图1和图2，一种新型光电编码器，包括线型激光发射器1、码盘2、码盘压圈3、光电敏感探测模块4、外壳5、主轴6、LED光源7、轴承座8、轴承9、轴承防护罩10和接插件底座11；
所述的线型激光发射器1通过胶粘的方式固定在轴承座8内，由激光器二极管1.1、准直柱面透镜1.2和发散柱面透镜1.3组成，激光二极管1.1发射的激光束沿中心光轴，依次通过准直柱面透镜1.2和发散柱面透镜1.3形成线型光束，通过码盘2外圈码道透射到光电探测模块4的PSD传感器4.1上；
所述的光电探测模块4通过螺钉固定在轴承座8内，由PSD传感器4.1、光电二极管4.2和信号处理电路板4.3组成，LED光源7输出的光束经过内圈码道透射到光电二极管4.2上；
所述的轴承9的内圈孔与主轴6之间采用过盈配合连接，轴承9的外圈轴与轴承座8之间采用过盈配合连接，码盘压圈3与主轴6之间采用螺纹旋转来固定码盘2，轴承防护罩10通过螺纹与轴承座8连接来压紧轴承9的外圈，且与轴承9的内圈采用间隙配合，外壳5与轴承座8之间采用螺纹连接；
所述的接插件底座11与轴承座8之间通过螺钉固定，接插件底座11输出的导线与线型激光发射器1、光电探测模块4和LED光源7连接，为其提供电源的同时，向外部输出光电编码器的角度信息。
所述的激光二极管1.1为600nm～900nm波段TO封装的单模半导体激光二极管。
所述的准直柱面透镜1.2为平凸的柱面透镜，透镜表面镀有与激光二极管1.1波长相同的增透介质膜，用于激光二极管1.1的快轴方向光束准直。
所述的发散柱面透镜1.3为平凹的柱面透镜，透镜表面镀有与激光二极管1.1波长相同的增透介质膜，用于激光二极管1.1的慢轴方向光束发散。
所述的码盘2为透射式码盘，由玻璃基体在其表面进行镀铬处理，码盘2的码盘本体上分别设有外圈码道和内圈码道，内圈码道与码盘2的码盘本体同心呈环形分布，沿圆周在0°～180°之间通光；外圈码道的采用连续通光孔设计，通光部分轨迹中心距离码盘本体的距离与角度信息成线性关系。
所述的光电探测模块4选用PSD传感器4.1进行光电探测和位移测量，通过标定和线性插值法提高位移测量精度。
所述的光电编码器的输出角度θ可表示为：
其中：k1,k2表示线性系数，I1和I2分别为从PSD传感器4.1电极X1和X2上输出的光电流，L为PSD传感器4.1光敏面的长度，L0表示码盘轴心到PSD传感器4.1光敏面中心的距离，b1,b2为修正常数，A1为内圈码道输出值，分别用“1”和“0”表示透光区和非透光区。
本发明中选用Thorlabs公司的型号为L795VH1的单模半导体LD作为光源，激光输出功率P0＝0.25mW，整形后线型激光发射器1输出宽度为1mm的线光束，码盘2通光部分的宽度为1mm。
本发明利用光电转换的原理，将圆周角位置转换成激光光斑在PSD传感器4.1和光电二极管4.2上的电信号，光电二极管4.2输出信号量化为0时，表示编码器工作在0°～180°范围内；光电编码器4.2输出信号量化为1时，表示编码器工作在180°～360°范围内，为保证PSD传感器4.1上光斑中心位置在0°～180°和180°～360°内随旋转角度线性变化，码盘2设计为如图3所示，以码盘中心为极点O，OA为极轴建立极坐标系，图中黑色部分为通光部分，其中A和B两点坐标分别为(8,0)和(20,π)，在0°～180°和180°～360°范围内，通光部分中心线上的每一个点P的极坐标设为(ρ,θ)，且ρ和θ呈线性关系，设其满足函数关系：
其中：θ表示光电编码器输出的角度值，k1,k2表示线性比例系数，b1,b2表示修正常数，ρ分别表示码盘2通光部分中心线上的每一个点到码盘2中心的距离，A1表示光电二极管4.2电信号量化输出值，分别用“1”和“0”表示透光区和非透光区。将A(8,0°)和B(20,180°)(A、B坐标用角度单位表示，方便编码器输出)代入式(1)θ＝k1ρ+b1中，可求得：k1＝15，b1＝-120；将A(8,360°)和B(20,180°)代入式(1)θ＝k2ρ+b2中，可求得：k2＝-15，b2＝480，将其代入式(1)可得：
选用滨松公司型号为S14241的一维位置敏感探测器(PSD)接收线型激光发射器1输出的激光信号，一维位置敏感探测器S14241的结构请参阅图4，根据探测器上光斑位置的转换公式，可得：
其中，x表示光斑中心到探测器光敏面中心的距离，I1和I2分别为从电极X1和X2上输出的光电流，L为探测器光敏面的长度，L0表示码盘2中心到PSD传感器4.1光敏面中心的距离。
将式(4)代入(1)可得：
根据PSD传感器4.1的实测数据，光斑中心到探测器光敏面中心的距离x与(I2-I1)/(I1+I2)并不是严格的正比关系，因此，需要对位移测量系统进行标定。
本发明中选用光栅测微仪作为标定工具，从PSD传感器4.1的中心位置开始向两侧标定，每次移动0.1mm读取10个(I1-I2)/(I1+I2)的值，并求解平均值。根据PSD的工作特性，自变量t＝(I2-I1)/(I1+I2)和因变量x之间近似成线性关系，因此，本发明中采用线性插值的方法进行精度校准，即：每隔0.1mm进行线性插值，插值公式如下：
经过线性插值后，系统的位置测量精度得到很大提高，位置测量精度优于1μm。本发明通过码盘2设计，用一维线性位置敏感传感器(PSD)对旋转角进行度量，根据PSD的位置精度1μm，将圆周进行24000等分
测角精度为0.9′。
在传统绝对式光电编码器中，一般采用格雷码进行编码译码，以12位编码器为例，虽然近年来进行了多次码盘优化，但是所需的光源和接收探测器的数量均不少于12对，受限于光源和探测器的尺寸，以及不同光源之间串光的现象，编码器很难缩小，因此，光电编码器的发展遇到了瓶颈，急需一种新的编码机制解决上述技术难题。
综上所述，与传统方法相比，本发明所提及的新型光电编码器克服上述现有技术的不足，结构简单、体积小和角度测量精度高、装配调试简单，在相同尺寸条件下，角度测量精度提高了约10倍，且其成本较低，能够在航空航天、人工智能、机器人和工业现场得到广泛应用。
Claims (10)
1.一种新型光电编码器，其特征在于，包括线型激光发射器(1)、码盘(2)、光电探测模块(4)、主轴(6)、LED光源(7)、轴承座(8)；主轴(6)通过轴承(9)转动连接在轴承座(8)上，码盘(2)固定在主轴(6)上；光电探测模块(4)固定在轴承座(8)上且位于码盘(2)上方，所述光电探测模块(4)由PSD传感器(4.1)、光电二极管(4.2)和信号处理电路板(4.3)组成，PSD传感器(4.1)和光电二极管(4.2)均电性连接在信号处理电路板(4.3)上；线型激光发射器(1)固定在轴承座(8)内，且其发射的线型光束可通过码盘(2)的外圈码道投射到光电探测模块(4)的PSD传感器(4.1)上；LED光源(7)固定在轴承座(8)内，且其输出的光束可通过码盘(2)的内圈码道透射到光电探测模块的4光电二极管(4.2)上。
2.如权利要求1所述的一种新型光电编码器，其特征在于，所述线型激光发射器(1)由激光器二极管(1.1)、准直柱面透镜(1.2)和发散柱面透镜(1.3)组成；由激光器二极管(1.1)发射的激光束沿中心光轴，依次通过准直柱面透镜(1.2)和发散柱面透镜(1.3)形成线型光束。
3.如权利要求2所述的一种新型光电编码器，其特征在于，所述准直柱面透镜(1.2)为平凸的柱面透镜，透镜表面镀有与由激光器二极管(1.1)波长相同的增透介质膜，用于由激光器二极管(1.1)的快轴方向光束准直；所述发散柱面透镜(1.3)为平凹的柱面透镜，透镜表面镀有与由激光器二极管(1.1)波长相同的增透介质膜，用于由激光器二极管(1.1)的慢轴方向光束发散。
4.如权利要求2所述的一种新型光电编码器，其特征在于，所述由激光器二极管(1.1)为600nm～900nm波段TO封装的单模半导体激光二极管。
5.如权利要求1所述的一种新型光电编码器，其特征在于，所述码盘(2)为透射式码盘，码盘本体上分别设有外圈码道和内圈码道；内圈码道与码盘本体同心呈环形分布，内圈码道沿圆周在0°～180°之间通光；外圈码道为连续通光孔，通光部分轨迹中心线距离码盘本体中心的距离与角度成线性关系。
6.如权利要求5所述的一种新型光电编码器，其特征在于，所述外圈码道的具体形状为：
以码盘本体中心为极点O，OA为极轴建立极坐标系，A和B两点坐标分别为(8,0)和(20,π)，外圈码道为分别在0°～180°和180°～360°范围内的A点到B点之间的两条曲线，外圈码道通光部分中心线上的每一个点P的极坐标设为(ρ,θ)，且ρ和θ呈线性关系，满足函数关系：
式中，θ表示光电编码器输出的角度值，k1,k2表示线性比例系数，b1,b2表示修正常数，ρ分别表示码盘(2)通光部分中心线上的每一个点到码盘本体中心的距离，A1表示所述光电探测模块光电二极管电信号量化输出值，分别用“1”和“0”表示透光区和非透光区。
7.如权利要求5所述的一种新型光电编码器，其特征在于，所述码盘(2)采用玻璃基体，并在玻璃基体表面进行镀铬处理。
8.如权利要求1所述的一种新型光电编码器，其特征在于，所述光电探测模块(4)通过PSD传感器进行光电探测和位移测量：
所述光电编码器的输出角度θ表示为：
式中，k1,k2表示线性系数，I1和I2分别为从PSD传感器电极X1和电极X2上输出的光电流，L为PSD传感器光敏面的长度，L0表示码盘轴心到PSD传感器光敏面中心的距离，b1,b2为修正常数，A1为码盘内圈码道输出值，分别用“1”和“0”表示透光区和非透光区。
9.如权利要求8所述的一种新型光电编码器，其特征在于，所述光电探测模块(4)通过标定和线性插值法提高位移测量精度：
选用光栅测微仪作为标定工具；
采用线性插值的方法进行精度校准，每隔0.1mm进行线性插值，插值公式如下：
10.如权利要求1所述的一种新型光电编码器，其特征在于，还包括接插件底座(11)，接插件底座(11)与轴承座(8)之间通过螺钉固定，接插件底座(11)通过导线分别与所述线型激光发射器(1)、光电探测模块(4)和LED光源(7)电性连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111429566.2A CN114111854B (zh) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | 一种光电编码器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111429566.2A CN114111854B (zh) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | 一种光电编码器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114111854A true CN114111854A (zh) | 2022-03-01 |
| CN114111854B CN114111854B (zh) | 2023-07-25 |
Family
ID=80370982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111429566.2A Active CN114111854B (zh) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | 一种光电编码器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114111854B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116428957A (zh) * | 2023-03-29 | 2023-07-14 | 深圳大学 | 一种水下三维相对定位光电测绳装置 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19855064A1 (de) * | 1998-11-28 | 2000-05-31 | Kostal Leopold Gmbh & Co Kg | Lenkwinkelsensor |
| JP2005091155A (ja) * | 2003-09-17 | 2005-04-07 | Olympus Corp | 光学式エンコーダ及び絶対位置検出方法 |
| CN101349576A (zh) * | 2008-09-03 | 2009-01-21 | 吴亚明 | 一种光纤位置数字编码器及其应用 |
| JP2013217880A (ja) * | 2012-04-12 | 2013-10-24 | Kodenshi Corp | 光学式エンコーダ |
| CN204369334U (zh) * | 2014-12-16 | 2015-06-03 | 四川云盾光电科技有限公司 | 一种新型电梯用编码器 |
| CN108387151A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-08-10 | 北京理工大学 | 一种测量导弹相对姿态角的偏置跟随激光测量系统 |
| CN110411485A (zh) * | 2018-04-27 | 2019-11-05 | 广东工业大学 | 基于掩膜滤除光干扰的透射式绝对旋转编码器及测量方法 |
| CN112556735A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-03-26 | 上海康比利仪表有限公司 | 一种绝对式光电编码器 |
-
2021
- 2021-11-29 CN CN202111429566.2A patent/CN114111854B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19855064A1 (de) * | 1998-11-28 | 2000-05-31 | Kostal Leopold Gmbh & Co Kg | Lenkwinkelsensor |
| JP2005091155A (ja) * | 2003-09-17 | 2005-04-07 | Olympus Corp | 光学式エンコーダ及び絶対位置検出方法 |
| CN101349576A (zh) * | 2008-09-03 | 2009-01-21 | 吴亚明 | 一种光纤位置数字编码器及其应用 |
| JP2013217880A (ja) * | 2012-04-12 | 2013-10-24 | Kodenshi Corp | 光学式エンコーダ |
| CN204369334U (zh) * | 2014-12-16 | 2015-06-03 | 四川云盾光电科技有限公司 | 一种新型电梯用编码器 |
| CN108387151A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-08-10 | 北京理工大学 | 一种测量导弹相对姿态角的偏置跟随激光测量系统 |
| CN110411485A (zh) * | 2018-04-27 | 2019-11-05 | 广东工业大学 | 基于掩膜滤除光干扰的透射式绝对旋转编码器及测量方法 |
| CN112556735A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-03-26 | 上海康比利仪表有限公司 | 一种绝对式光电编码器 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 赵波;: "绝对式三级组合光电轴角编码器", 微计算机信息, vol. 24, no. 5, pages 12 - 14 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116428957A (zh) * | 2023-03-29 | 2023-07-14 | 深圳大学 | 一种水下三维相对定位光电测绳装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114111854B (zh) | 2023-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7622698B2 (en) | Detection head | |
| CN105547201B (zh) | 平面度测量装置 | |
| US20100134790A1 (en) | Optoelectronic longitudinal measurement method and optoelectronic longitudinal measurement device | |
| CN100390505C (zh) | 绝对式多圈磁编码器 | |
| CN114111854B (zh) | 一种光电编码器 | |
| CN109029514B (zh) | 单码道绝对式时栅角位移测量系统 | |
| CN101300462B (zh) | 光电式角度测量装置 | |
| CN108981764A (zh) | 一种旋转光栅编码器旋转角度测量装置及方法 | |
| JPH06265370A (ja) | 光学式回転角度検出装置 | |
| CN101586966A (zh) | 非接触角度/位移检测传感器 | |
| JP2013070078A (ja) | 反射型センサ | |
| CN113074644A (zh) | 一种高速低成本光谱共焦位移测量方法及装置 | |
| CN114396893B (zh) | 基于渐变折射率透镜的光纤传输式无源角位移测量装置 | |
| CN112585432A (zh) | 光学位置编码器 | |
| CN113959372A (zh) | 一种高灵敏自准直二维光电测角装置 | |
| CN111147143A (zh) | 一种用于转动机构的无线光滑环 | |
| CN212179935U (zh) | 一种模拟式光电转角传感器 | |
| CN220960113U (zh) | 一种集成光源的光电增量编码器模块 | |
| CN110160644A (zh) | 一种光电编码器实时光强检测装置 | |
| CN104792517A (zh) | 一种水轮机主轴机械动态特性实时测量系统 | |
| CN113541406B (zh) | 一种高精度振镜电机反馈系统及其设计方法 | |
| CN111307187B (zh) | 一种快速寻零的微小型增量式角度传感器及其测量方法 | |
| CN207407834U (zh) | 一种基于ccd的摆镜线性度测试装置 | |
| CN108444507B (zh) | 一种绝对式编码器 | |
| CN215984592U (zh) | 一种基于透射、反射与磁编码式方案的编码器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |