故障模式绝对式光电编码器的退化使用方法技术

本发明专利技术涉及光电位移精密测量技术领域，尤其涉及一种故障模式绝对式光电编码器的退化使用方法，退化使用方法包括步骤：S1、计算绝对式光电编码器连续两次测量的角度差，根据角度差的大小，判断故障所处位置，确定故障类型；S2、根据故障类型，分别进行数据处理，得到测量结果；故障类型包括增量式和绝对式；S3、将测量结果发送给上级系统；本发明专利技术的方法在不改变硬件设计的基础上，充分利用原有硬件设计，分别针对粗码编码环和精码编码环的发光和接收故障，退化成精度稍低的绝对式和无需寻零的增量式光电编码器；通过判断故障，切换成对应的工作模式，可以大幅度的减小体积并降低硬件成本，保证绝对式光电编码器在线工作正常。保证绝对式光电编码器在线工作正常。保证绝对式光电编码器在线工作正常。

【技术实现步骤摘要】
故障模式绝对式光电编码器的退化使用方法


[0001]本专利技术涉及光电位移精密测量
，尤其涉及一种故障模式绝对式光电编码器的退化使用方法，能够执行该方法的计算机设备以及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]光电编码器又称为光电角位置传感器，是一种集光、机、电一体的数字测角装置。其中，基于莫尔条纹技术的绝对式光电编码器可在任意时刻进行角度测量，得到的测量结果为绝对位置数据，且抗干扰能力强、上电或掉电后无数据丢失，而被广泛应用。由于绝对式光电编码器需要多组发光二极管和接收二极管的相互配合才能实现角度测量。因此，只要一组发光或接收二极管出现故障，就会导致绝对式光电编码器测量的角度错误，丧失绝对式测角功能。
[0003]目前主要的解决办法有两种，一是在绝对式光电编码器的发光和接收二极管设置备份，一旦主份发光和接收二极管发生故障则使用备份。但这种方法要求有足够的体积才能放下比原来多一倍的发光和接收，同时增加成本和重量。二是在绝对式光电编码器的码盘码道上设置一圈零位，如果绝对式光电编码器发生发光和接收二极管故障，则退化成增量式光电编码器。这种方法，只能解决粗码的发光和接收出现故障，精码出现故障增量式编码器依旧无法工作，且需要在码盘上设置一组零位编码器环，需要从新寻零，增大码盘体积，效率低。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决上述问题，在不改变绝对式光电编码器的原有硬件设计的基础上，提供一种绝对式光电编码器退化使用方法，以解决现有方法体积大，成本高，重量重和效率低的缺点。
[0005]本专利技术提供一种故障模式绝对式光电编码器的退化使用方法，所述退化使用方法包括步骤：
[0006]S1、计算所述绝对式光电编码器连续两次测量的角度差，根据所述角度差的大小，判断故障所处位置，确定故障类型；
[0007]S2、根据所述故障类型，分别进行数据处理，得到测量结果；所述故障类型包括增量式和绝对式；
[0008]若所述故障类型为增量式，首先以第一角度为计数初始起点进行计数，同时精码进行细分，再进行精粗校正结合，得到退化成增量式光电编码器的角位移；
[0009]若所述故障类型为绝对式，首先选择未出现故障的精码作为退化的绝对式光电编码器的精码，与粗码译码后的结果进行结合，得到退化成绝对式光电编码器的角度；
[0010]S3、将所述测量结果发送给上级系统。
[0011]优选的，若所述故障类型为增量式，在所述S3中，将所述测量结果发送给上级系统的同时，提醒所述上级系统，所述测量结果为退化成增量式光电编码器的测量结果。
[0012]优选的，所述S1中，连续两次测量得到的角度分别为Angle2和Angle1，所述角度差为ΔAngle；
[0013]所述S1中，根据所述角度差的大小，判断故障所处位置包括：所述角度差ΔAngle如下式所示，大于或等于粗码的最小分辨率，则判断为粗码的发光和接收故障，
[0014][0015]所述绝对式光电编码器提供N位二进制角度，其中，粗码为高N1位，精码为低N2位；N1、N2和N均为大于0的正整数。
[0016]优选的，若判断为粗码的发光和接收故障，按照前一次粗码的采样值，退化成增量式光电编码器使用，所述故障类型为增量式。
[0017]优选的，所述S1中，连续两次测量得到的角度分别为Angle2和Angle1，所述角度差为ΔAngle；
[0018]所述角度差ΔAngle如下式所示，小于精码的象限细分角度值，则判断为没有发生故障，
[0019][0020]所述绝对式光电编码器提供N位二进制角度，其中，粗码为高N1位，精码为低N2位；N1、N2和N均为大于0的正整数；
[0021]N1+2代表角度细分到精码的象限位置。
[0022]优选的，所述S1中，连续两次测量得到的角度分别为Angle2和Angle1，所述角度差为ΔAngle；
[0023]所述角度差ΔAngle如下式所示，小于粗码的最小分辨率，且大于或等于精码的象限细分角度值，则判断为精码的发光和接收故障，
[0024][0025]所述绝对式光电编码器提供N位二进制角度，其中，粗码为高N1位，精码为低N2位；N1、N2和N均为大于0的正整数；N1+2代表角度细分到精码的象限位置。
[0026]优选的，若判断为精码的发光和接收故障，识别故障的精码信号和正常的精码信号，舍弃故障的精码信号，保留正常的精码信号；将正常的精码信号与粗码结合，得到二进制角度，退化成绝对式光电编码器使用，所述故障类型为绝对式。
[0027]优选的，识别故障的精码信号和正常的精码信号包括：
[0028]分别用两路精码分别与粗码结合，得到二进制角度Angle
′
和Angle
″
，分别得到连续两次角度差ΔAngle
′
和ΔAngle
″
；
[0029]如果则识别此路精码为故障的精码信号；
[0030]所述绝对式光电编码器提供N位二进制角度，其中，粗码为高N1位，精码为低N2位；N1、N2和N均为大于0的正整数；N1+2代表角度细分到精码的象限位置。
[0031]本专利技术还提供一种计算机设备，包括：
[0032]至少一个处理器；以及
[0033]与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0034]所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本专利技术所述的故障模式光电编码器的退化使用方法。
[0035]本专利技术还提供一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，所述计算机指令用于使所述计算机执行本专利技术所述的故障模式光电编码器的退化使用方法。
[0036]与现有技术相比，本专利技术能够取得如下有益效果：
[0037]目前主要的解决因发光和接收二极管故障引起的绝对式光电编码器测量角度错误的方法是通过发光和接收二极管备份和退化成增量式使用；由于对绝对式光电编码器的小型化等要求日益提高，体积和重量往往限制严格，因此，备份和增加零位编码环越来越难以适应。本专利技术在不改变硬件设计的基础上，充分利用原有硬件设计，分别针对粗码编码环和精码编码环的发光和接收故障，退化成精度稍低的绝对式和无需寻零的增量式光电编码器。
[0038]本专利技术充分利用绝对式光电编码器的原有设计，无需增加任何硬件，也无需更改码盘设计，当绝对式光电编码器发生因发光和接收的故障时，判断故障，并且换成对应的工作模式，这样的设计可以大幅度的减小体积和降低硬件成本。直接通过切换工作模式，能够保证绝对式光电编码器在线工作正常，尤其是无法直接维护和修理的工作场合，如卫星和工业现场等。
附图说明
[0039]图1是本专利技术具体实施方式中绝对式光电编码器的总体电路设计示意图；
[0040]图2是本专利技术具体实施方式中粗码发光和接收故障的绝对式光电编码器旋转一周的测角曲线图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种故障模式绝对式光电编码器的退化使用方法，其特征在于，所述退化使用方法包括步骤：S1、计算所述绝对式光电编码器连续两次测量的角度差，根据所述角度差的大小，判断故障所处位置，确定故障类型；S2、根据所述故障类型，分别进行数据处理，得到测量结果；所述故障类型包括增量式和绝对式；若所述故障类型为增量式，首先以第一角度为计数初始起点进行计数，同时精码进行细分，再进行精粗校正结合，得到退化成增量式光电编码器的角位移；若所述故障类型为绝对式，首先选择未出现故障的精码作为退化的绝对式光电编码器的精码，与粗码译码后的结果进行结合，得到退化成绝对式光电编码器的角度；S3、将所述测量结果发送给上级系统。2.如权利要求1所述的故障模式光电编码器的退化使用方法，其特征在于，若所述故障类型为增量式，在所述S3中，将所述测量结果发送给上级系统的同时，提醒所述上级系统，所述测量结果为退化成增量式光电编码器的测量结果。3.如权利要求1所述的故障模式光电编码器的退化使用方法，其特征在于，所述S1中，连续两次测量得到的角度分别为Angle2和Angle1，所述角度差为ΔAngle；所述S1中，根据所述角度差的大小，判断故障所处位置包括：所述角度差ΔAngle如下式所示，大于或等于粗码的最小分辨率，则判断为粗码的发光和接收故障，所述绝对式光电编码器提供N位二进制角度，其中，粗码为高N1位，精码为低N2位；N1、N2和N均为大于0的正整数。4.如权利要求3所述的故障模式光电编码器的退化使用方法，其特征在于，若判断为粗码的发光和接收故障，按照前一次粗码的采样值，退化成增量式光电编码器使用，所述故障类型为增量式。5.如权利要求1所述的故障模式光电编码器的退化使用方法，其特征在于，所述S1中，连续两次测量得到的角度分别为Angle2和Angle1，所述角度差为ΔAngle；所述角度差ΔAngle如下式所示，小于精码的象限细分角度值，则判断为没有发生故障，所述绝对式光电编码器提供N位二进制角度，其中，粗码为高N1位，精码为低N2位；N1、N2和N均为大于0的...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩庆阳，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：