高精度测角系统技术方案

本实用新型专利技术涉及机械及测量技术领域，尤其涉及高精度测角系统，具有码盘、四个光源、轴系、光源支撑架、四通道光电耦合器解码系统；码盘装在轴系上，码盘与轴系同心，码盘跟随轴系转动，四通道光电耦合器解码系统在码盘下方且装在轴系上，四通道光电耦合器解码系统不随轴系转动，四通道光电耦合器解码系统具有沿码盘圆周以相位差90°分布的四个线阵电荷耦合器件，光源支撑架在码盘上方且装配在轴系上，光源支撑架不随轴系转动，四个光源装配在光源支撑架上，四个光源沿码盘圆周以相位差90°分布且位于四个线阵电荷耦合器件正上方。本实用新型专利技术具有中低频测角误差小、测量精度高、具有测量精度实时补偿性。

High precision angle measuring system

The utility model relates to a mechanical and measuring technology field, especially relates to a high precision angle measuring system, with source encoder, four light sources, shafting, supporting frame, four channel photoelectric coupler decoding system; encoder mounted on the shaft, and the shaft encoder encoder with concentric shaft rotates, the four channel decoding in encoder photoelectric coupler system and installed below in the shaft, four channel photoelectric coupler decoding system with shaft rotation, four channel photoelectric coupler decoding system with four line code along the circumference with 90 degree phase difference distribution of linear charge coupled device, light source support in code above and assembled in the shafting, frame with four supporting shaft system of light source, light source in the light source assembly support frame, four light source code along the circumference with 90 degree phase difference distribution and in four linear charge coupled device is over. The utility model has the advantages of small and middle frequency angle measuring error, high measuring accuracy, real-time compensation and measuring accuracy.

【技术实现步骤摘要】
高精度测角系统
本技术涉及机械及测量
，尤其涉及高精度测角系统，它是一种基于多读数系统、绝对编码技术的高精度测角装置。
技术介绍
光电编码器具有高分辨率、系统精度、重复性能好、动态响应快、环境适应性强等优点，广泛应用于高精度测量角度的仪器设备中。光电编码器作为角度测量元件，主要应用在全站仪、电子经纬仪、电梯、望远镜上，其测量精度直接影响全站仪、电子经纬仪、电梯、望远镜的测量精度和跟踪精度。现代光电编码器采用对径双读数系统，无法消除码盘由于制造、安装因素产生的椭圆误差，并且只能消除一部分的码盘制造误差、轴系晃动误差、码盘偏心误差，使得传统的对径双读数系统不再适用。近年来,随着测控技术的迅速发展,对光电轴角编码器的测角精度、分辨力和可靠性提出了更高的要求。光电编码器误差主要包括码盘制造误差、轴系晃动误差、码盘偏心误差、细分误差、量化误差、检测误差等。这些误差来自于编码器的码盘刻划、机械装调、电子学处理等过程，其结果都会对编码器的测量精度产生影响。然而，编码器的测角性能常常会受到各种机械装调误差、零部件加工误差、测量过程随机误差等各类误差因素的影响，在系统测角精度要求为角秒或亚角秒级情况下,往往不能满足要求。
技术实现思路
本技术的目的是：采用多读数系统、绝对编码技术消除由轴系晃动、光栅安装偏心和椭圆等引起的中低频测角误差。在精密测角场合中，它是提高测角精度最普遍最有效的手段，而且具有实时补偿性。为达到上述目的，本技术是通过能下技术方案来实现的。高精度测角系统，具有码盘1、四个光源2、轴系3、光源支撑架4、四通道光电耦合器解码系统5；码盘1装配在轴系3上，码盘1与轴系3同心，码盘1跟随轴系3转动，四通道光电耦合器解码系统5在码盘1下方且装配在轴系3上，四通道光电耦合器解码系统5不随轴系3转动，四通道光电耦合器解码系统5具有四个线阵电荷耦合器件，四通道光电耦合器解码系统5的四个线阵电荷耦合器件沿所述码盘圆周以相位差90°均匀分布，光源支撑架4在码盘1上方且装配在轴系3上，光源支撑架4不随轴系3转动，四个光源2装配在光源支撑架4上，四个光源2沿码盘1圆周以相位差90°均匀分布且位于四个线阵电荷耦合器件正上方。上述所述的高精度测角系统，其特征在于所述码盘为光栅式单圈绝对编码码盘，所述编码与码盘同心。上述所述的高精度测角系统，其特征在于所述四通道光电耦合器解码系统包含一个32位MCU。上述所述的高精度测角系统，其特征在于所述码盘、四通道光电耦合器解码系统都同心安装在所述轴系上。上述所述的高精度测角系统，其特征在于所述四个光源在轴系外对称分布。上述所述的高精度测角系统，其特征在于所述光源支撑架在轴系外对称分布。上述所述的高精度测角系统，其特征在于所述四通道光电耦合器机器码系统、四个光源、光源支撑架不随轴系转动。本技术中，四通道光电耦合器解码系统包含四个线阵电荷耦合器件，四个线阵电荷耦合器件沿所述码盘编码圆周以相位差90°均布，可以有效消除由轴系晃动、码盘安装偏心和光栅圆度等引起的中低频测角误差。在精密测角场合中，它是提高测角精度极其有效的手段，而且具有实时补偿性。本技术具有中低频测角误差小、测量精度高、具有测量精度实时补偿性。附图说明图1是本技术的立体结构示意图。具体实施方式：请见图1，为了使本技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本技术作进一步详细的说明，下面是附图标记与名称的对应关系：1—码盘、2—四个光源、3—轴系、4—光源支撑架、5—四通道光电耦合器解码系统。高精度测角系统，具有码盘1、四个光源2、轴系3、光源支撑架4、四通道光电耦合器解码系统5；码盘1装配在轴系3上，码盘1与轴系3同心，码盘1跟随轴系3转动，四通道光电耦合器解码系统5在码盘1下方且装配在轴系3上，四通道光电耦合器解码系统5不随轴系3转动，四通道光电耦合器解码系统5具有四个线阵电荷耦合器件，四通道光电耦合器解码系统5的四个线阵电荷耦合器件沿所述码盘圆周以相位差90°均匀分布，光源支撑架4在码盘1上方且装配在轴系3上，光源支撑架4不随轴系3转动，四个光源2装配在光源支撑架4上，四个光源2沿码盘1圆周以相位差90°均匀分布且位于四个线阵电荷耦合器件正上方。上述所述的高精度测角系统，其特征在于所述码盘为光栅式单圈绝对编码码盘，所述编码与码盘同心。上述所述的高精度测角系统，其特征在于所述四通道光电耦合器解码系统包含一个32位MCU。上述所述的高精度测角系统，其特征在于所述码盘、四通道光电耦合器解码系统都同心安装在所述轴系上。上述所述的高精度测角系统，其特征在于所述四个光源在轴系外对称分布。上述所述的高精度测角系统，其特征在于所述光源支撑架在轴系外对称分布。上述所述的高精度测角系统，其特征在于所述四通道光电耦合器机器码系统、四个光源、光源支撑架不随轴系转动。本技术的工作过程为:先进行准备:按照装置结构所述的结构安装码盘1；四个光源2；轴系3；光源支撑架4；四通道光电耦合器解码系统5；四个光源2的亮度或四个电荷耦合器件的感光时间调整到合适值；依次读取四个通道光电耦合器件的角度，解算四个通道光电耦合器件的相对位置关系；再进入工作阶段：四通道光电耦合器解码系统5的32位MCU控制第一通道光电耦合器件进入工作状态，四通道光电耦合器解码系统5的32位MCU控制第一通道的光源进入工作状态，此时第一通道上方的光源照亮第一通道位置的码盘编码1并投影到第一通道的光电耦合器件表面。四通道光电耦合器解码系统5的32位MCU控制第一通道的光电耦合器件输出编码数据，并通过放大电路送入32位MCU进行解码。按照上述方式依次获取剩余三个通道的编码数据，并通过放大电路送入32位MCU进行解码。四个通道的角度数据解算后，通过多值平均、对径平均方法可以有效消除由轴系晃动、码盘安装偏心和光栅圆度等引起的中低频测角误差。在精密测角场合中，它是提高测角精度最普遍最有效的手段，而且具有实时补偿性。本技术采用多读数系统、绝对编码技术消除由轴系晃动、光栅安装偏心和椭圆等引起的中低频测角误差。在精密测角场合中，它是提高测角精度有效的手段，而且具有实时补偿性。本技术具有中低频测角误差小、测量精度高、具有测量精度实时补偿性。以上所述的具体实施例，对技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本技术的具体实施例而已，并不用于限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
高精度测角系统，其特征在于它具有码盘（1）、四个光源（2）、轴系（3）、光源支撑架（4）、四通道光电耦合器解码系统（5）；码盘（1）装配在轴系（3）上，码盘（1）与轴系（3）同心，码盘（1）跟随轴系（3）转动，四通道光电耦合器解码系统（5）在码盘（1）下方且装配在轴系（3）上，四通道光电耦合器解码系统（5）不随轴系（3）转动，四通道光电耦合器解码系统（5）具有四个线阵电荷耦合器件，四通道光电耦合器解码系统（5）的四个线阵电荷耦合器件沿所述码盘圆周以相位差90°均匀分布，光源支撑架（4）在码盘（1）上方且装配在轴系（3）上，光源支撑架（4）不随轴系（3）转动，四个光源（2）装配在光源支撑架（4）上，四个光源（2）沿码盘（1）圆周以相位差90°均匀分布且位于四个线阵电荷耦合器件正上方。

【技术特征摘要】
1.高精度测角系统，其特征在于它具有码盘（1）、四个光源（2）、轴系（3）、光源支撑架（4）、四通道光电耦合器解码系统（5）；码盘（1）装配在轴系（3）上，码盘（1）与轴系（3）同心，码盘（1）跟随轴系（3）转动，四通道光电耦合器解码系统（5）在码盘（1）下方且装配在轴系（3）上，四通道光电耦合器解码系统（5）不随轴系（3）转动，四通道光电耦合器解码系统（5）具有四个线阵电荷耦合器件，四通道光电耦合器解码系统（5）的四个线阵电荷耦合器件沿所述码盘圆周以相位差90°均匀分布，光源支撑架（4）在码盘（1）上方且装配在轴系（3）上，光源支撑架（4）不随轴系（3）转动，四个光源（2）装配在光源支撑架（4）上，四个光源（2）沿码盘（1）圆周以相...

【专利技术属性】
技术研发人员：王赫，
申请(专利权)人：苏州迅威光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32