光電軸角編碼器的細分誤差快速測量系統

　引 言

　　光電軸角編碼器,又稱(chēng)光電角位置傳感器,是一種集光、機、電為一體的精密數字測角裝置,它把軸角信息轉換成數字代碼,與計算機和顯示裝置連接后可實(shí)現動(dòng)態(tài)測量和實(shí)時(shí)控制。隨著(zhù)編碼器在工業(yè)、國防、航天等部門(mén)的廣泛應用,對編碼器的技術(shù)指標提出了越來(lái)越高的要求。測角誤差是編碼器的重要技術(shù)指標,細分誤差是測角誤差的主要分量,細分誤差的檢定要求用精密的小角度測量?jì)x器|儀表在嚴格的實(shí)驗室條件下進(jìn)行,且檢測過(guò)程復雜、時(shí)間長(cháng)。為了存編碼器使用現場(chǎng)快速及時(shí)地檢測出編碼器的細分誤差,研制了一種編碼器的細分誤差快速測量系統,將編碼器精碼的光電信號采集到計算機,進(jìn)行諧波分析,計算出編碼器的細分誤差。

　　1數據采集系統

　　1.1 系統硬件

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

　　1.2 TMS320F2812

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

　　C281x處理器采用C／C++編寫(xiě)軟件,其效率高,用戶(hù)不僅可以應用高級語(yǔ)言編寫(xiě)系統程序,也可采用C／C++高效率的數學(xué)算法。C281x系列數字信號處理器在完成數學(xué)算法和系統控制等任務(wù)時(shí)都具有較高的性能,這樣,就避免了用戶(hù)在1個(gè)系統中需要多只處理器的麻煩。C281x處理器內核包含了1個(gè)32位×32位的乘法累計單元,能夠完成64位的數據處理能力。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轉換芯片。該芯片包含1只14位,轉換時(shí)間為3μs的逐次逼近式A／D轉換器,1個(gè)+2.5 V的內部電壓基準。每一個(gè)采樣保持器都對應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。

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