高精度光電軸角編碼器空間適應(yīng)性研究與設(shè)計.pdf

1、隨著現(xiàn)代光蝕刻技術(shù)的進步，采用金屬基制作光電編碼盤工藝不斷成熟。金屬光電編碼盤具有抗振性強、溫度適應(yīng)性好的優(yōu)點。本文分析了國內(nèi)外光電軸角編碼器的發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合金屬光柵盤的獨特優(yōu)勢，選定了金屬反射式光柵盤作為空間用光電編碼器的核心部件。設(shè)計出一套結(jié)構(gòu)簡潔、可靠性高、實用性強、具備空間適應(yīng)能力的高精度絕對式光電編碼器實驗系統(tǒng)，對開展空間高精度軸角測量具有重要的參考價值。
　　本文主要研究工作如下：
　　(1)研究分析了基于反射式

2、雙光柵莫爾干涉條紋的測角基理，確定了空間應(yīng)用光電軸角編碼器系統(tǒng)設(shè)計的基本結(jié)構(gòu)。
　　(2)設(shè)計完成了空間溫度大交變環(huán)境能夠保持高回轉(zhuǎn)精度的機械軸系，為進行高質(zhì)量的光電信號采集提供了保障。
　　(3)將矩陣式編碼應(yīng)用于金屬反射式光柵盤，大大縮小了光柵編碼盤的制作尺寸，以滿足空間應(yīng)用的小型化、抗振、抗沖擊性等方面的要求；并結(jié)合前人優(yōu)化光柵光電信號的研究成果，如狹縫多線平均、狹縫裂相刻劃、精碼差分處理、多讀數(shù)頭對徑相加平均等技術(shù)措

3、施，完成了金屬盤光電讀數(shù)系統(tǒng)的設(shè)計，提取高質(zhì)量的光柵光電信號。結(jié)合并改進了前人的莫爾條紋信號數(shù)字測角細分技術(shù)，實現(xiàn)了高分辨率的軸角測量。
　　(4)運用固體物理學(xué)的基本理論，分析了空間溫度環(huán)境和空間輻射環(huán)境對測角平臺光電傳感系統(tǒng)的影響，以及造成光電器件老化的機理；采用了自適應(yīng)碼盤信號處理技術(shù)，一定程度上避免了因溫度交變而造成的輸出誤碼、跳碼問題，延長了光電編碼器的空間使用壽命。
　　(5)分析了光電編碼器測角平臺的誤差來源，