光电码盘的粗大误差消除：双读数头与循环码策略

"二进制码盘的粗大误差及消除-光电传感器" 本文主要讨论了光电码盘在测量中的应用及其存在的粗大误差问题及其解决方法。光电码盘是一种数字式传感器，能够将输入的角位移或直线位移转换成数字信号输出，具有高精度、高分辨率和抗干扰能力。常见的编码器类型包括电触式、电容式、感应式和光电式，其中光电码盘因其工作原理和编码方式而被广泛应用。 4.2光电码盘的介绍： 光电码盘作为数字式传感器的一种，分为角度数字编码器（码盘）和直线位移编码器（码尺）。其工作原理是通过光源、柱面镜、码盘、狭缝和光电元件等组件，将被测角位移转换为电信号。码盘通常由多个码道组成，每个码道代表特定的数字信息。例如，一个6位二进制码盘有2^6=64种不同的编码，最小分辨力θ1等于360度除以2^n。码盘的每个码道必须精确刻划并相互对准，以确保准确的编码输出。 4.2.2码盘和码制： 二进制码盘的特点在于其编码方式。每个n位码盘有2^n种编码，最小分辨力与码道数量成反比。当码盘转动时，码道的变化遵循特定规则，即低位码道变化时，高位码道也同时变化。然而，码盘制作中的微小误差可能导致粗大误差，即输出的编码不准确。 4.2.3粗大误差的消除： 为了解决粗大误差，文中提到了两种方法。首先，可以使用双读数头法，即两个读数头同时读取码盘，通过比较两者的差异来消除误差。但这种方法的缺点是增加了硬件成本，且在高精度编码器中安装多个读数头可能变得复杂。另一种方法是使用循环码代替二进制码，循环码具有轴对称性，编码变化只有一位，减少了因微小误差导致的粗大误差。 4.2.4应用： 循环码盘在设计上更有利于消除粗大误差，因为它的编码变化更为平滑，不会突然跳跃，提高了系统的稳定性和准确性。例如，一个6位循环码盘同样有64种编码，但转到相邻区域时，编码只会有一位变化，显著降低了粗大误差出现的可能性。 总结来说，光电码盘在高精度测量中扮演着重要角色，但制作过程中的误差可能导致粗大误差。通过采用双读数头法或使用循环码，可以有效地减少这些误差，提高测量的可靠性和精度。在实际应用中，选择合适的编码策略和技术对于确保系统性能至关重要。