圆光栅测角误差实时补偿方法研究

作者：孙秀照，雷贤卿，王笑一. 日期：2023-11-01/span> 浏览：1248 查看PDF文档

圆光栅测角误差实时补偿方法研究*
孙秀照，雷贤卿，王笑一*

(河南科技大学 河南省机械设计及传动系统重点实验室,河南 洛阳 471003)


摘要:误差补偿是提高圆光栅测角精度的常用手段。一些机床和精密仪器由于没有位置测量元件误差补偿功能,无法进行圆光栅的误差在线补偿。针对这一问题,提出了一种中继式的圆光栅测角误差实时补偿方法。首先,分析了圆光栅测角误差的补偿原理,建立了谐波拟合函数和圆光栅测角误差补偿模型;然后,进行了误差补偿模块的硬件选型,设计了以差分芯片为核心的信号转换电路,包括差分信号转单端信号电路和单端信号转差分信号电路,开发了误差补偿模块的嵌入式软件,将所设计的误差补偿模块插入到圆光栅的信号输出通道,建立了基于中继式误差补偿模块的试验系统;最后,采用雷尼绍校准装置采集了圆光栅的原始误差数据,使用谐波函数对测角误差数据进行了拟合,应用误差补偿模型,利用误差补偿硬件模块,对圆光栅测角误差进行了在线补偿试验。研究结果表明:对测角误差最大值为134.59″的圆光栅进行补偿后,其误差最大值可减小到12.62″,可见采用误差实时补偿方法可以显著提高圆光栅测角精度。

关键词:伺服控制系统;角度位置反馈装置;精密仪器;圆光栅测角精度;误差补偿模型;硬件补偿;谐波函数

中图分类号:TH712;TH741;TG82文献标识码:A文章编号:1001-4551(2023)10-1633-08

本文引用格式:

孙秀照，雷贤卿，王笑一.圆光栅测角误差实时补偿方法研究［J］.机电工程,2023,40(10):1633-1640.

SUN Xiuzhao, LEI Xianqing, WANG Xiaoyi. Real-time compensation method for angle measurement error of circular grating［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2023,40(10):1633-1640.