增量式光电编码器输出信号的正交性和均匀性是其重要技术指标之一, 对增量式光电编码器的精度检测是编码器研制和生产过程中的重要环节。传统信号质量的检测是基于时间位置进行检测的, 其检测准确度受转速均匀度影响, 在高速、变速转动下对增量式光电编码器的动态性能检测并不准确。提出了一种基于空间位置的信号质量检测方法, 并设计了相应的检测系统。检测系统采用直流无刷电机带动高精度角脉冲发生器和被检增量式编码器同轴旋转, 并采集高精度角脉冲发生器在被检增量式编码器输出信号边沿时刻的数值, 进行误差计算。该检测系统极大地减小了由于转速不均匀造成的测量不准确度。运用该检测系统对输出脉冲周期数为32 400的增量式编码器进行检测, 并与时间位置检测法进行对比实验。实验结果表明: 该检测系统检测结果不受电机转速变化的影响, 可有效地提高检测精度及检测效率, 能够实现动态检测。该系统的研制为批量生产增量式光电编码器提供了极大的便捷。

针对编码器日趋小型化的技术要求,本文提出一种全新的编码方式和独特的读数头设计结构,成功研制出了超小型准绝对式编码器。该新型编码器采用准绝对式编码方式,即距离编码与增量式编码进行组合编码,只用两圈码道进行编码,极大减少码道数量,整周设多个绝对参考位置,可迅速获得绝对位置信息。采用单读数头结构和相位补偿技术,缩小结构尺寸,直径Φ25mm,经过电子学细分后可到达16位的分辨力,从而实现高精度编码器小型化。

增量式光学编码器根据径向辐射光栅产生的叠栅条纹进行角度测量,两光栅码盘轴之间及其与系统转动轴之间的偏心和晃动,影响着编码器读头输出的叠栅条纹信号的相位,这给角度测量带来了一定的系统误差。根据光栅码盘产生叠栅条纹的基本理论,在改进计量光栅码盘理论模型的基础上,推导出码盘偏心情况下码盘读头输出的叠栅条纹信号相位的理论公式,对码盘偏心给叠栅条纹信号相位带来的偏差、增量式光学编码器光学设计原理及消除此由此带来的系统误差的技术原理进行了分析与讨论。