获得编码器上标尺刻度误差的方法技术

一种获得编码器上标尺刻度误差的方法，所述方法包括：基于对应每个实际刻度的第一时间戳和第二时间戳，计算编码器在第一转速和第二转速运动下每两个相邻实际刻度的刻度间平均速度；基于编码器在第一转速和第二转速运动下每两个相邻实际刻度的刻度间平均速度，获得编码器在第一转速运动下的第一速度信号和在第二转速运动下的第二速度信号；对所述第一速度信号和第二速度信号进行低通滤波处理获得编码器在第一转速和第二转速运动下的平均速度；根据V1-V2=(δn+na)(1/t1n-1/t2n)获得每个实际刻度的刻度误差。本发明专利技术技术方法提供的获得编码器上标尺刻度误差的方法，能够降低获得编码器上标尺刻度误差的成本，得到高精度的刻度误差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及误差测量
，特别涉及一种获得编码器上标尺刻度误差的方法。
技术介绍
编码器是将信号或数据进行编制，转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。将角位移转换成电信号的编码器成为码盘，将直线位移转换成电信号的编码器称为码尺。根据编码器工作原理的不同，编码器可划分为光电式编码器、磁电式编码器和触点电刷式编码器。 编码器的基本原理是利用电子元件（读头）感应标尺上的信号变化。以磁栅编码器为例，标尺是由一系列南北极间隔的磁性物质组成。被测装置在运动过程中，编码器的标尺相对于读头运动，读头可以感应到磁极方向的变化。例如，当磁极由南极变为北极时，读头会产生一个方波信号，通过对编码器运动过程中产生的一系列方波信号的处理，就可以得到读头运动的情况。假如南北磁极间隔为1mm，则产生连续两个方波信号代表读头经过了1mm的物理距离。读头运动的物理距离也可以转换为角度，目前的电子计算机断层扫描（CT，Computed Tomography）设备就是通过编码器获得机架的旋转角度，以控制采样电路获得数据。 图1是编码器标尺的结构示意图。由于制造工艺的限制，编码器标尺的刻度存在随机误差。参考图1，实线表示标尺的设计刻度，虚线表示标尺的实际刻度，所述标尺上的起始刻度和终止刻度经过一周重合，设计刻度与实际刻度之间的距离即为编码器标尺的刻度误差，例如，δ0表示起始刻度的刻度误差、δ1表示第一个实际刻度的刻度误差、δ2表示第二个实际刻度的刻度误差、δ3表示第三个实际刻度的刻度误差、···、δn-1表示第n-1个实际刻度的刻度误差、δn表示第n个实际刻度的刻度误差、···、δm-1表示第m-1个实际刻度的刻度误差、δm表示第m个实际刻度的刻度误差，m为编码器上实际刻度的数量。 编码器标尺上每个设计刻度均是以起始刻度作为参考，因此，可认为起始刻度的误差δ0为零。 现有技术中，为了减小由刻度误差引起的编码器输出误差，通常使用干涉仪等设备测量编码器标尺的刻度误差，并加以校正。然而，干涉仪等测量刻度误差的设备非常昂贵，获得编码器上标尺刻度误差的成本较高。 更多关于获得编码器上标尺刻度误差的方法的技术方案可以参考公开号为CN102853862、专利技术名称为航天编码器调试过程误差检测方法的中国专利申请文件。
技术实现思路
本专利技术解决的是现有技术获得编码器上标尺刻度误差成本高的问题。 为解决上述问题，本专利技术提供了一种获得编码器上标尺刻度误差的方法，所述获得编码器上标尺刻度误差的方法包括： 基于对应每个实际刻度的第一时间戳，根据v1n=a/(t1n-t1（n-1）)计算编码器在第一转速运动下每两个相邻实际刻度的刻度间平均速度，其中，v1n为编码器在第一转速运动下第n个实际刻度和第n-1个实际刻度间的平均速度，a为两个相邻设计刻度之间的距离，t1n为编码器在第一转速运动下第n个实际刻度的时间戳，t1（n-1）为编码器在第一转速运动下第n-1个实际刻度的时间戳，所述第一时间戳为在所述编码器以第一转速运动下获得的各实际刻度的时间戳，所述实际刻度为所述编码器上的实际标尺刻度，1≤n≤m，m为编码器上实际刻度的数量； 基于编码器在第一转速运动下每两个相邻实际刻度的刻度间平均速度获得编码器在第一转速运动下的第一速度信号； 对所述第一速度信号进行低通滤波处理获得编码器在第一转速运动下的平均速度； 基于对应每个实际刻度的第二时间戳，根据v2n=a/(t2n-t2（n-1）)计算编码器在第二转速运动下每两个相邻实际刻度的刻度间平均速度，其中，v2n为编码器在第二转速运动下第n个实际刻度和第n-1个实际刻度间的平均速度，t2n为编码器在第二转速运动下第n个实际刻度的时间戳，t2（n-1）为编码器在第二转速运动下第n-1个实际刻度的时间戳，所述第二时间戳为在所述编码器以第二转速运动下获得的各实际刻度的时间戳； 基于编码器在第二转速运动下每两个相邻实际刻度的刻度间平均速度获得编码器在第二转速运动下的第二速度信号； 对所述第二速度信号进行低通滤波处理获得编码器在第二转速运动下的平均速度； 根据V1-V2=(δn+na)(1/t1n-1/t2n)获得低通滤波处理后每个实际刻度的刻度误差，其中，V1为所述编码器在第一转速运动下的平均速度，V2为所述编码器在第二转速运动下的平均速度，δn为低通滤波处理后第n个实际刻度的刻度误差。 可选的，所述编码器在第一转速运动下的第一速度信号表示为： V 1 ( t ) = v 11 , t 10 ≤ t < t 11 v 12 , t 11 ≤ t < t 12 · · · v 1 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种获得编码器上标尺刻度误差的方法，其特征在于，包括：基于对应每个实际刻度的第一时间戳，根据v1n=a/(t1n‑t1（n‑1）)计算编码器在第一转速运动下每两个相邻实际刻度的刻度间平均速度，其中，v1n为编码器在第一转速运动下第n个实际刻度和第n‑1个实际刻度间的平均速度，a为两个相邻设计刻度之间的距离，t1n为编码器在第一转速运动下第n个实际刻度的时间戳，t1（n‑1）为编码器在第一转速运动下第n‑1个实际刻度的时间戳，所述第一时间戳为在所述编码器以第一转速运动下获得的各实际刻度的时间戳，所述实际刻度为所述编码器上的实际标尺刻度，1≤n≤m，m为编码器上实际刻度的数量；基于编码器在第一转速运动下每两个相邻实际刻度的刻度间平均速度获得编码器在第一转速运动下的第一速度信号；对所述第一速度信号进行低通滤波处理获得编码器在第一转速运动下的平均速度；基于对应每个实际刻度的第二时间戳，根据v2n=a/(t2n‑t2（n‑1）)计算编码器在第二转速运动下每两个相邻实际刻度的刻度间平均速度，其中，v2n为编码器在第二转速运动下第n个实际刻度和第n‑1个实际刻度间的平均速度，t2n为编码器在第二转速运动下第n个实际刻度的时间戳，t2（n‑1）为编码器在第二转速运动下第n‑1个实际刻度的时间戳，所述第二时间戳为在所述编码器以第二转速运动下获得的各实际刻度的时间戳；基于编码器在第二转速运动下每两个相邻实际刻度的刻度间平均速度获得编码器在第二转速运动下的第二速度信号；对所述第二速度信号进行低通滤波处理获得编码器在第二转速运动下的平均速度；根据V1‑V2=(δn+na)(1/t1n‑1/t2n)获得低通滤波处理后每个实际刻度的刻度误差，其中，V1为所述编码器在第一转速运动下的平均速度，V2为所述编码器在第二转速运动下的平均速度，δn为低通滤波处理后第n个实际刻度的刻度误差。...

【技术特征摘要】
1.一种获得编码器上标尺刻度误差的方法，其特征在于，包括：
基于对应每个实际刻度的第一时间戳，根据v1n=a/(t1n-t1（n-1）)计算编码
器在第一转速运动下每两个相邻实际刻度的刻度间平均速度，其中，v1n为编
码器在第一转速运动下第n个实际刻度和第n-1个实际刻度间的平均速度，a
为两个相邻设计刻度之间的距离，t1n为编码器在第一转速运动下第n个实际
刻度的时间戳，t1（n-1）为编码器在第一转速运动下第n-1个实际刻度的时间
戳，所述第一时间戳为在所述编码器以第一转速运动下获得的各实际刻度的
时间戳，所述实际刻度为所述编码器上的实际标尺刻度，1≤n≤m，m为编
码器上实际刻度的数量；
基于编码器在第一转速运动下每两个相邻实际刻度的刻度间平均速度获
得编码器在第一转速运动下的第一速度信号；
对所述第一速度信号进行低通滤波处理获得编码器在第一转速运动下的
平均速度；
基于对应每个实际刻度的第二时间戳，根据v2n=a/(t2n-t2（n-1）)计算编
码器在第二转速运动下每两个相邻实际刻度的刻度间平均速度，其中，v2n为
编码器在第二转速运动下第n个实际刻度和第n-1个实际刻度间的平均速
度，t2n为编码器在第二转速运动下第n个实际刻度的时间戳，t2（n-1）为编码器
在第二转速运动下第n-1个实际刻度的时间戳，所述第二时间戳为在所述编
码器以第二转速运动下获得的各实际刻度的时间戳；
基于编码器在第二转速运动下每两个相邻实际刻度的刻度间平均速度获
得编码器在第二转速运动下的第二速度信号；
对所述第二速度信号进行低通滤波处理获得编码器在第二转速运动下的
平均速度；
根据V1-V2=(δn+na)(1/t1n-1/t2n)获得低通滤波处理后每个实际刻度
的刻度误差，其中，V1为所述编码器在第一转速运动下的平均速度，V2为所
述编码器在第二转速运动下的平均速度，δn为低通滤波处理后第n个实际刻
度的刻度误差。
2.根据权利要求1所述获得编码器上标尺刻度误差的方法，其特征在于，所
述编码器在第一转速运动下的第一速度信号表示为：
V 1 ( t ) = v 11 , t 10 ≤ t < t 11 v 12 , t 11 ≤ t < t 12 · · · v 1 m , t 1 ( m - 1 ) ≤ t < t 1 m ]]> V1(t)为所述编码器在第一转速运动下的第一速度信号，v1m为编码器在第一转
速运动下第m个实际刻度和第m-1个实际刻度间的平均速度，t1m为编码器在
第一转速运动下第m个实际刻度的时间戳，t1（m-1）为编码器在第一转速运动下
第m-1个实际刻度的时间戳。
3.根据权利要求1所述获得编码器上标尺刻度误差的方法，其特征在于，所
述编码器在第二转速运动下的第二速度信号表示为：
V 2 ( t ) = v 21 , t 20 ≤ t < t 21 v 22 , t 21 ≤ t < t 22 · · · v 2 m , t 2 ( m - 1 ) ≤ t < t 2 m ]]> V2(t)为所述编码器在第二转速运动下的第二速度信号，v2m为编码器在第二转
速运动下第m个实际刻度和第m-1个实际刻度间的平均速度，t2m为编码器
在第二转速运动下第m个实际刻度的时间戳，t2（m-1）为编码器在第二转速运动
下第m-1个实际刻度的时间戳。
4.根据权利要求1所述获得编码器上标尺刻度误差的方法，其特征在于，所
述编码器为磁栅编码器或光栅编码器。
5.根据权利要求1所述获得编码器上标尺刻度误差的方法，其特征在于，所
述第一转速和所述第二转速不相等。
6.根据权利要求1所述获得编码器上标尺刻度误差的方法，其特征在于，还
包括：重复刻度误差更新步骤，直至所述刻度误差满足精度要求；
其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：季敏，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31