[发明专利]一种光电编码器精密测速系统及方法

说明书

一种光电编码器精密测速系统及方法，该系统包括：连接支架、直流电机、数据采集及控制电路、电机驱动电路、具有显示设备的计算机和光电编码器；计算机用于向数据采集及控制电路发送启动命令；数据采集及控制电路用于根据启动命令控制电机驱动电路驱动直流电机转动；直流电机用于带动光电编码器同步转动；数据采集及控制电路还用于采集光电编码器同步转动时所产生的莫尔条纹信号，以此得到光电编码器位置的角度数据，并将角度数据按照预设公式计算得到光电编码器的速度信息，并输出至计算机进行显示。本发明实现了光电编码器高精度测速的同时，避免了细分误差带来的影响以及采样频率受输出信号频率限制，有效提高了光电编码器测速精度。

技术领域

本发明涉及光电编码器技术领域，特别是涉及一种光电编码器精密测速系统。

背景技术

光电编码器是一种集光、机、电于一体的光电角位移传感器。通过将计量圆光栅所检测到的空间角位置信息转换成相应的数字代码输出，可上传至计算机设备，实现数字测量与动态控制。在电机的测速领域中，光电编码器因其测量准确度高、抗干扰性强和分辨率高等被广泛应用。

传统编码器的光电编码器测速方法有M法，T法和M/T法，在此基础上衍生了变M法，变T法，变M/T法；无论是传统方法还是现代方法，很少是直接测量编码器速度，都是通过获取编码器输出的位置信息，再通过一定的算法来获得速度信息，这样会使得测速结果受到编码器信号处理延时的影响，采样频率较低。其次，测速算法无法满足整个测速范围内的误差要求，如M法测速适合高速测量，低速时误差较大，T法与之相反。另外现代控制理论的发展对现代控制系统的精度也给出了更高的要求，这就对编码器的测量精度提出了挑战。如何在现行编码器方案的情况下，提高其测量精度和降低编码器的测速延时，已经成为一个亟待解决的问题。

发明内容

基于此，有鉴于此，本发明提供一种光电编码器精密测速系统，以实现对光电编码器速度的直接检测，避免编码器信号处理延时、采样频率和细分误差的影响。

本发明提供一种光电编码器精密测速系统，其特征在于，包括：连接支架、直流电机、数据采集及控制电路、电机驱动电路、具有显示设备的计算机和光电编码器；

所述光电编码器固定在所述连接支架上且主轴与所述直流电机相连接；

所述数据采集及控制电路并通过所述电机驱动电路与所述直流电机相连接，所述计算机及所述光电编码器与所述数据采集及控制电路相连接；

所述计算机用于向所述数据采集及控制电路发送启动命令；所述数据采集及控制电路用于根据所述启动命令控制所述电机驱动电路驱动所述直流电机转动；所述直流电机用于带动所述光电编码器同步转动；所述数据采集及控制电路还用于采集所述光电编码器同步转动时所产生的莫尔条纹信号，以此得到所述光电编码器位置的角度数据，并将所述角度数据按照预设公式计算得到所述光电编码器的速度信息，并输出至所述计算机进行显示。

本发明还提供一种光电编码器精密测速方法，包括：

提供连接支架、直流电机、数据采集及控制电路、电机驱动电路、具有显示设备的计算机和光电编码器；

将所述光电编码器固定在所述连接支架上且主轴与所述直流电机相连接；

将所述数据采集及控制电路并通过所述电机驱动电路与所述直流电机相连接，并将所述计算机及所述光电编码器与所述数据采集及控制电路相连接；

通过所述计算机向所述数据采集及控制电路发送启动命令；通过所述数据采集及控制电路根据所述启动命令控制所述电机驱动电路驱动所述直流电机转动；通过所述直流电机带动所述光电编码器同步转动；以及通过所述数据采集及控制电路采集所述光电编码器同步转动时所产生的莫尔条纹信号，以此得到所述光电编码器位置的角度数据，并将所述角度数据按照预设公式计算得到所述光电编码器的速度信息，并输出至所述计算机进行显示。