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角度编码器标定技术研究

【摘要】:角度是基础、核心的测控参量。角度编码器是应用最为广泛的角度测量器件,其测量结果的可靠性对工业生产、交通运输、医疗诊断、工程测绘等多个领域中的关键环节有显著影响。要保证角度编码器测量值的准确性、可靠性,需开展角度编码器标定工作。本文针对高精度角度编码器标定需求,提出标准转台敏感元件位置偏差对测角误差作用机理的数值仿真方法、0°~360°全范围高密度校准方法及误差成分傅里叶级数分析方法,解决复杂工况下标准装置精度保持、测量结果误差分离、系统优化参数解算技术难题,实现角度编码器测角误差的测量、分离、补偿的一体化标定。主要研究内容如下:1.角度测量误差的产生机理研究:建立标准转台内圆光栅位置偏差对测角误差作用机理的数学模型,进行数值仿真实验,得到传感器算法参数与误差分离效果间的量化关系,并开展实验验证;2.标准转台研制:研制基于自校准原理的标准转台,设计自适应角度编码器安装卡具,开发标准转台、角度编码器、测角仪器硬件接口程序,将算法软件化,开发标准转台与被测角度编码器的全自动标定软件;3.标准转台量值溯源:参考相关计量仪器的检定规程和校准规范设计标准转台的量值溯源方法,对标准转台进行分度误差、细分误差、回转误差开展计量标准器的测量准确性、重复性实验;4.角度编码器标定:设计角度编码器量值溯源路线,提出0°~360°全范围高密度标定方法,对不同准确度等级的角度编码器开展标定实验,并验证误差分离效果。

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