一种旋转台低角速率检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种旋转台低角速率检测装置，包括高精度旋转编码器、编码器采集模块和定时脉冲发生模块。该装置不依赖转台自身的编码器，而在旋转台的被测轴上安装高精度旋转编码器，由高精度旋转编码器输出被测轴的转角，然后通过定时脉冲发生模块产生高精度间隔脉冲，间隔脉冲驱动编码器采集模块采集相邻脉冲间的采用旋转台被测轴的转角，最终检测出旋转台的角速率，本实用新型专利技术的测量结果真实可靠，相比现有装置检测精度更高。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种旋转台低角速率检测装置，特别涉及一种用定时脉冲触发编 码采集的旋转台低角速率检测装置。
技术介绍
旋转台低角速率精度是衡量速率转台低速性能的重要指标，该指标的检测一直是 转台行业的一个难题，目前常见的检测方法主要有两种，一种是以工具误差(即理论分析 误差)代替转速误差，该方法没有实际的检测结果，缺乏说服力；另一种方法是用旋转台自 身的编码器分频后产生小角度脉冲信号，再用通用计数器或其他测时装置测量小角度始末 脉冲间的时间间隔，由上诉两个测量值计算得到转速值，该方法最主要的缺点是采用了自 己测自己的模式，另外小角度脉冲在传输过程中易受干扰，不能完全的反应旋转台转轴的 角速率信息。
技术实现思路
本技术的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供一种旋转台低角速率 检测装置，测量结果真实可靠、检测精度高。本技术的技术解决方案为一种旋转台低角速率检测装置，包括高精度旋转 编码器、编码器采集模块和定时脉冲发生模块；高精度旋转编码器安装在旋转台的被测轴上，由被测轴带动其旋转，输出被测轴 的转角；编码器采集模块，由编码器采集卡和计算机组成，计算机向定时脉冲发生模块发 出定时间隔命令使定时脉冲发生模块产生间隔脉冲，编码器采集卡接收来自定时脉冲发生 模块输出的间隔脉冲，在每个间隔脉冲的上升沿锁存高精度旋转编码器输出的实时转角， 并通过总线传递给计算机，计算机根据编码器采集卡采集的相邻两次角度之差 检测出 旋转台的角速率；定时脉冲发生模块由高精度晶振、单片机和接口电路组成，单片机通过接口电路 接收计算机发出的定时间隔命令，高精度晶振产生高精度时钟信号，单片机根据定时间隔 命令对高精度晶振产生的时钟信号进行分频产生间隔脉冲，该间隔脉冲作为触发信号被传 送至编码器采集卡。本技术与现有技术相比的优点在于本装置不依赖转台自身的编码器，而在 旋转台的被测轴上安装高精度旋转编码器，由高精度旋转编码器输出被测轴的转角，然后 通过定时脉冲发生模块产生高精度间隔脉冲，间隔脉冲驱动编码器采集模块采集相邻脉冲 间的采用旋转台被测轴的转角，最终检测出旋转台的角速率，本技术的测量结果真实 可靠，相比现有装置检测精度更高。附图说明图1为本技术的组成结构图；图2为本技术的具体组成结构图。具体实施方式如图1所示，本技术包括高精度旋转编码器1、编码器采集模块2和定时脉冲 发生模块3。高精度旋转编码器1安装在被测轴4上，由被测轴4带动其旋转，高精度旋转 编码器1输出被测轴4的转角；定时脉冲发生模块3产生定时脉冲，并用该脉冲作为触发信 号触发编码器采集模块2对高精度旋转编码器1的输出进行采集，由编码器采样模块2测 量出相邻触发脉冲之间的被测轴4转过的角度间隔，用该角度间隔除以相邻触发脉冲之间 的定时时间，就可以得到被测轴4的速率，连续测量多次即可算出速率精度和速率平稳性。高精度旋转编码器1可以根据测量精度的需要选用不同精度的编码器，本专利技术采 用德国海德汉公司的R0N886型编码器，其系统精度为1角秒。编码器采样模块2主要由德国海德汉公司生产的型号为IK220的编码器采集卡5 和计算机6组成。计算机6向定时脉冲发生模块3发出定时间隔命令使定时脉冲发生模块 3产生间隔脉冲，编码器采集卡5接收来自脉冲发生模块3输出的时间间隔脉冲，并在每个 脉冲的上升沿锁存高精度旋转编码器1输出的实时角度值，并通过PCI总线传递给计算机 6，计算机6计算编码器采集卡5采集的相邻两次角度之差Φ，再用公式1检测出旋转台的 角速率；转速ω = φ/Τ(1)式中ω 被测转速；Φ 角度间隔；T 时间间隔。脉冲发生模块3主要由高精度晶振9、8051单片机8和RS232接口电路7组成，其 工作原理是单片机8通过RS232接口 7接收从编码器采样模块2中的计算机6发出的定时 间隔命令，定时间隔为Τ，高精度晶振9产生高精度时钟信号，单片机8根据定时间隔命令对 对高精度晶振9进行分频，从而产生要求的时间间隔脉冲，该脉冲作为触发信号被传送到 编码器采样模块2中的编码器采集卡5，由编码器采集卡5在每个脉冲的上升沿锁存高精度 旋转编码器1输出的实时角度值。精度估算，从公式可以看出，转速的测量精度取决于时间和角度的测量精度，由于 采用高精度晶振，晶振的计时精度可以控制在2微秒之内，编码器采集卡ΙΚ220锁存角度采 用门电路，其锁定的时间重复性在1微秒之内，时间的测量精度在3微秒内，当测量的时间 间隔大于1秒(一般低速测量的最小时间间隔)时，其测时相对误差为3 * ΙΟ"6 ；如果采用 系统精度为1角秒的编码器，考虑速率运动的平滑效应，其误差在0. 3角秒内，这样，当测角 间隔在小于10度(低速测量的角度间隔上限)时，其转速误差主要取决于测角误差，当角 度间隔为1度时，定时间隔设为1秒，转速的测量相对误差为0. 3/3600 = 8.3 ^ 10_5，当角 度间隔为10度时，定时间隔设为10秒，转速测量误差为0. 3/36000 = 8. 3 * 10_6。本技术未详细描述内容为本领域技术人员公知技术。权利要求一种旋转台低角速率检测装置，其特征在于包括高精度旋转编码器(1)、编码器采集模块(2)和定时脉冲发生模块(3)；高精度旋转编码器(1)安装在旋转台的被测轴(4)上，由被测轴(4)带动其旋转，输出被测轴(4)的转角；编码器采集模块(2)由编码器采集卡(5)和计算机(6)组成，计算机(6)向定时脉冲发生模块(3)发出定时间隔命令使定时脉冲发生模块(3)产生间隔脉冲，编码器采集卡(5)接收来自定时脉冲发生模块(3)输出的间隔脉冲，在每个间隔脉冲的上升沿锁存高精度旋转编码器(1)输出的实时转角，并通过总线传递给计算机(6)，计算机(6)根据编码器采集卡(5)采集的相邻两次角度之差Φ检测出旋转台的角速率；定时脉冲发生模块(3)由高精度晶振(9)、单片机(8)和接口电路(7)组成，单片机(8)通过接口电路(7)接收计算机(6)发出的定时间隔命令，高精度晶振(9)产生高精度时钟信号，单片机(8)根据定时间隔命令对高精度晶振(9)产生的时钟信号进行分频产生间隔脉冲，该间隔脉冲作为触发信号被传送至编码器采集卡(5)。专利摘要本技术公开了一种旋转台低角速率检测装置，包括高精度旋转编码器、编码器采集模块和定时脉冲发生模块。该装置不依赖转台自身的编码器，而在旋转台的被测轴上安装高精度旋转编码器，由高精度旋转编码器输出被测轴的转角，然后通过定时脉冲发生模块产生高精度间隔脉冲，间隔脉冲驱动编码器采集模块采集相邻脉冲间的采用旋转台被测轴的转角，最终检测出旋转台的角速率，本技术的测量结果真实可靠，相比现有装置检测精度更高。文档编号G01P3/44GK201615907SQ20102010742公开日2010年10月27日 申请日期2010年2月2日 优先权日2010年2月2日专利技术者刘晓滨, 周新敏, 张玲, 董艳国, 郭增玉, 魏亮 申请人:北京航天控制仪器研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转台低角速率检测装置，其特征在于：包括高精度旋转编码器（１）、编码器采集模块（２）和定时脉冲发生模块（３）；高精度旋转编码器（１）安装在旋转台的被测轴（４）上，由被测轴（４）带动其旋转，输出被测轴（４）的转角；编码器采集模块（２）由编码器采集卡（５）和计算机（６）组成，计算机（６）向定时脉冲发生模块（３）发出定时间隔命令使定时脉冲发生模块（３）产生间隔脉冲，编码器采集卡（５）接收来自定时脉冲发生模块（３）输出的间隔脉冲，在每个间隔脉冲的上升沿锁存高精度旋转编码器（１）输出的实时转角，并通过总线传递给计算机（６），计算机（６）根据编码器采集卡（５）采集的相邻两次角度之差Φ检测出旋转台的角速率；定时脉冲发生模块（３）由高精度晶振（９）、单片机（８）和接口电路（７）组成，单片机（８）通过接口电路（７）接收计算机（６）发出的定时间隔命令，高精度晶振（９）产生高精度时钟信号，单片机（８）根据定时间隔命令对高精度晶振（９）产生的时钟信号进行分频产生间隔脉冲，该间隔脉冲作为触发信号被传送至编码器采集卡（５）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董艳国，张玲，周新敏，刘晓滨，魏亮，郭增玉，
申请(专利权)人：北京航天控制仪器研究所，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]