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容栅编码器研究及其应用

【摘要】:电容传感器一直被用作高精度测量设备,但目前它只限于小量程测量。容栅编码器的出现大大增加了其量程,同时还具有结构简单、功耗低、性价比高等优点,但是由于容栅编码器自身的一些缺陷,使其一直局限于数显卡尺领域,在其他领域鲜有踪迹。 本文首先介绍容栅编码器核心部件结构、测量原理和内部芯片。针对容栅编码器工作可靠性不高的不足,采取相应的机械和电气电路上的改进,采样绝对数据以及采用电磁、信号和电源隔离来提高其工作可靠性。当今网络化成了编码器的一个发展方向,在编码器设计中加入了主从通讯功能,以使容栅编码器更好地适用于现代生产制造。 在本文中,分析了可能影响容栅编码器精度的几个因素,然后利用光电编码器和容栅编码器同轴连接,外接步进电机,测量容栅编码器和光电编码器输出数据之间的误差。从而取得在不同转速、不同位置、不同通讯速率下的误差曲线,进而直观地认识容栅编码器的静态和动态精度。 现有的容栅产品都是以电池供电的准绝对式产品。在长期无外界供电情况下,电池的电量会不断下降,这将会对容栅编码器的工作带来许多不确定的因素,严重时甚至导致容栅编码器失效。在本文中,根据容栅编码器测量原理,进行了容栅编码器在掉电情况下数据唯一性试验,验证了容栅编码器在半节距中任何一个位置其输出数据唯一确定。然后结合机械装置,进行绝对式编码器的设计。 最后,描述容栅编码器在液压电梯和液压同步连续爬行、提升系统中应用,并总结全文。

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