光電軸角編碼器的細(xì)分誤差快速測量系統(tǒng)

　引 言

　　光電軸角編碼器,又稱光電角位置傳感器,是一種集光、機(jī)、電為一體的精密數(shù)字測角裝置,它把軸角信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字代碼,與計(jì)算機(jī)和顯示裝置連接后可實(shí)現(xiàn)動態(tài)測量和實(shí)時(shí)控制。隨著編碼器在工業(yè)、國防、航天等部門的廣泛應(yīng)用,對編碼器的技術(shù)指標(biāo)提出了越來越高的要求。測角誤差是編碼器的重要技術(shù)指標(biāo),細(xì)分誤差是測角誤差的主要分量,細(xì)分誤差的檢定要求用精密的小角度測量儀器|儀表在嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行,且檢測過程復(fù)雜、時(shí)間長。為了存編碼器使用現(xiàn)場快速及時(shí)地檢測出編碼器的細(xì)分誤差,研制了一種編碼器的細(xì)分誤差快速測量系統(tǒng),將編碼器精碼的光電信號采集到計(jì)算機(jī),進(jìn)行諧波分析,計(jì)算出編碼器的細(xì)分誤差。

　　1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

　　1.1 系統(tǒng)硬件

　　該系統(tǒng)的核心器件是TMS320F2812和MAX125。TMS320F2812是TI公司的一款高速DSP處理芯片。本系統(tǒng)采用1片DSP芯片控制2片A／D轉(zhuǎn)換芯片。圖1所示為DSP控制2片轉(zhuǎn)換芯片的系統(tǒng)框圖。

　　1.2 TMS320F2812

　　C281x系列DSP是TI公司最新推出的32位定點(diǎn)數(shù)字信號處理器,是基于TMS320C2000數(shù)字信號處理器平臺開發(fā)的,其代碼與24x／240x數(shù)字信號處理器完全兼容。

　　C281x處理器采用C／C++編寫軟件,其效率高,用戶不僅可以應(yīng)用高級語言編寫系統(tǒng)程序,也可采用C／C++高效率的數(shù)學(xué)算法。C281x系列數(shù)字信號處理器在完成數(shù)學(xué)算法和系統(tǒng)控制等任務(wù)時(shí)都具有較高的性能,這樣,就避免了用戶在1個(gè)系統(tǒng)中需要多只處理器的麻煩。C281x處理器內(nèi)核包含了1個(gè)32位×32位的乘法累計(jì)單元,能夠完成64位的數(shù)據(jù)處理能力。從而使該處理器能夠完成更高精度的處理任務(wù)。 1.3 MAX125

　　MAX125是一款帶多路采樣保持器的高速14位A／D轉(zhuǎn)換芯片。該芯片包含1只14位,轉(zhuǎn)換時(shí)間為3μs的逐次逼近式A／D轉(zhuǎn)換器,1個(gè)+2.5 V的內(nèi)部電壓基準(zhǔn)。每一個(gè)采樣保持器都對應(yīng)2路輸入信號,一共可以接收8路信號輸入。輸入電壓為±5 V。芯片具有±17 V輸入電壓保護(hù)。

　　MAX125采用的是并行數(shù)據(jù)接口,和DSP的數(shù)據(jù)存取時(shí)序相同,與DSP通信時(shí)不需要等待周期,可以達(dá)到很高的通信速率。單路轉(zhuǎn)換的最高速率為250 ksps,4路最高速率為76 ksps。