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光电编码器测角度应用
发布时间:2019-04-10
发布者:
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应用光电编码器在控制回路中要采用数模转换装置,而圆感应同步器可以直接用于同步驱动的控制。不过它们两种都能实现轴角位置的绝对指示或者增量指示。它们的位置精度高,误差的重复性能好,只是高位数的指示器价格较高。光栅带尺加摩尔条纹的轴角指示方法是近年新发展起来的,这种方法特别适用于大口径的望远镜。这种光栅带尺的精度约小于1微米,一般是均匀地粘贴在大型驱动轮的边缘,并通过摩尔条纹给出高达的分辨精度。光栅带尺的缺点是不能保证全部条纹的一致性,这需要在计算机控制中使用列表法予以校正。在望远镜中光栅带尺常用于位置的绝对定标。


望远镜绝对定位精度是为了准确导星、定位的需要,而增量定位则是为了精确导星的要求。因此增量编码器要求有较高的分辨精度。绝对编码器可以直接与望远镜传动轴连接,这时位置指示没有其它的误差因素。但是有的时候由于编码器的位数较低或者望远镜传动轴需要通过光线,也可以将编码器装置在第一级齿轮付上。这时编码器的分辨精度得到放大,但同时齿轮的误差也将影响角度绝对值显示的精度。这一误差对绝对位置定标有很大的影响。但是近年来有不少望远镜采用了分辨精度高的增量放大指示装置,而使用别的重复性极好的装置,如高灵敏度的水平仪或者特别的光栅刻线来提供轴角位置的绝对零点,这样就不再需要昂贵的绝对编码器了。在一些较新的望远镜中还有利用精密电磁开关来作为轴角绝对位置的编码,这种电磁开关的重复性精度约为1微米。在这种设计中每隔10或者15度就安装一个精密电磁开关。在每一个精密电磁开关之间,使用增量编码器,甚至可以使用磨擦面来带动一个低位的增量编码器。这种设计要比较其它设计成本更低。各种编码器都要进行正确的安装,才能发挥其分辩精度。当编码器和轴连接时,最重要的就是要避免在编码器轴上施加任何力和力矩。因此编码器的联轴器应该在轴向和径向上强度比较低,而在圆周方向上强度很高。


对于新型的六杆平台式的望远镜,有的还安装了一种叫光纤谐振陀螺仪的测角装置。一种光纤谐振陀螺仪总共包括三个光纤回路。从频宽很小的激光二极管向一根光纤的一端发出一束光,同时这一光纤的末端绕回到起始端并与起始端处的光纤通过一个光藕合器藕合,形成一个在两个方向上都有光线通过的回路。在这个回路的中部,又有另一个光藕合器使得第一个回路和第二个光纤环实现藕合。同时在第二个光纤环中的对面又有第三个光藕合器以实现第二光纤环和第三光纤回路的藕合。第三光纤回路是一个开环回路,两端和探测器相连。这种系统中如果所有的回路和藕合器均为固定的并且在第二个光纤回路中两个藕合器正好位于回路的对称点上,它就会对一个特定的波长的光产生谐振。而当第二个回路相对于第一个回路有一个很小的转角时,在第二个回路中会在一个方向上的光路增加,而在另一个方向上的光路减少,因此新的系统会在两个不同的频率上产生谐振。比较原有的谐振频率,其中一个频率要大些,另一个则小些。测量谐振频率的变化就可以来了解角度的变化,以达到角度测量的目的。


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