一種基于編碼器實現高分辨率測速的方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于編碼器實現高分辨率測速的方法，屬于編碼器測速【技術領域】。技術方案：利用編碼器輸出的頻率信號和合成頻率信號之間的相位關系來實現精準測量，利用兩周期性信號的相位特征點和參考閘門時信號產生實際閘門信號，該閘門時間的起始時刻和終止時刻同步于兩個頻率信號。實際閘門開啟之后，計數器分別開始對兩信號進行計數，以此得到測速信號的頻率值，最后經頻率與速度關系運算得到轉速值n。本發明消除通常廣泛存在的±1個字的計數誤差，使得轉速測量分辨率得到提高，能夠實現轉速寬范圍內的高分辨率測量。
【專利說明】一種基于編碼器實現高分辨率測速的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種基于編碼器實現高分辨率測速的方法，利用周期性信號之間的相 位關系實現高分辨率測速，屬于編碼器測速【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 編碼器與軸相連接，在軸旋轉的時候，編碼器就會輸出脈沖，計數器收到脈沖，根 據軸轉的速度不同，在單位時間內收到的脈沖總量不一樣，即可算出轉速值。測速的關鍵是 測量精準的脈沖數，【背景技術】采用編碼器進行速度測量的常用方法有兩種：一種是Μ法，另 一種是Τ法。Μ法是在給定的閘門時間內測量被測信號脈沖的個數，通過換算得出被測信號 的頻率；這種方法的測量準確度取決于閘門時間和被測信號頻率，當被測信號頻率較低時 將產生較大的誤差。Τ法是通過測量被測信號的周期，然后換算得出被測信號的頻率；這種 測量方法的測量準確度取決于被測信號的周期大小和計時準確度。無論是Τ法還是Μ法， 它們都無法解決測量當中的±1個字的計數誤差，限制了測量準確度的提高，上述方法難 以滿足高分辨率測速要求。
【發明內容】
[0003] 本發明目的是提供一種基于編碼器實現高分辨率測速的方法，利用周期性信號之 間的相位關系的特點，通過檢測兩信號相位差為零的特征點來開啟和關閉實際計數閘門， 以此克服± 1個字的計數誤差，大大消除了通常廣泛存在的± 1個字的計數誤差，使得測量 分辨率得到提高，測量電路結構簡單、準確度高、附加噪聲小、易于實現，解決【背景技術】中存 在的上述問題。
[0004] 本發明的技術方案是： 一種基于編碼器實現高分辨率測速的方法，包含如下步驟： ①利用編碼器輸出的頻率信號石和合成頻率信號Λ之間的相位關系特點來實現精準 測量； 在Α和/2間的若干個相位特征點之間的時間間隔中，分別容納有這兩個頻率信號的 若干個整數周期； 取和名之間的最大公因子頻率/"?，則
【權利要求】
1. 一種基于編碼器實現高分辨率測速的方法，包含如下步驟：①利用編碼器輸出的頻 率信號義和合成頻率信號名之間的相位關系特點來實現精準測量； 在和/2間的若干個相位特征點之間的時間間隔中，分別容納有這兩個頻率信號的 若干個整數周期； 取/ι和/2之間的最大公因子頻率
，則Λ =
h = i
其中：m、η為正整數； 最小公倍數周期'4^ = 1/人^，在一個&^的周期時間里含有完整的m個/:信號波形 和完整的η個/2信號波形；利用時間概念構成測量整數個脈沖的閘門時間，克服± 1個 字的計數誤差，提高測速準確度； ?利用兩周期性信號的相位特征點和參考門時信號產生實際閘門信號，該閘門時間 的起始時刻和終止時刻同步于兩個頻率信號； CD在實際閘門時間內對被測信號和合成信號分別進行計數得到被測速度信號的頻率 值； 計數得到的被測信號石的脈沖個數為洱，計數得到的合成信號/2脈沖個數為況2，則 被測信號的頻率值為：
(1) 式中/?_被測信號頻率； /2 -合成信號頻率； 柯-實際閘門時間內被測信號的脈沖個數； AT2 -實際閘門時間內合成信號的脈沖個數； ?最后利用頻率與速度的關系換算得到速度值，實際閘門開啟之后，計數器分別開始 對兩信號進行計數， 最后經相位特征點與參考閘門的共同作用產生實際閘門，在實際閘門內對/:和石進 行計數，分別得到況和況2，根據表達式（1)即可求得被測頻率石；根據下面表達式（2)運 算即可求得轉速值《 ;
(2) 式中A-編碼器輸出頻率； I-脈沖信號倍頻數； z-編碼器每圈發出的脈沖數。
【文檔編號】G01P3/44GK104297515SQ201410618364
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年11月6日 優先權日:2014年11月6日
【發明者】賈兆旻, 周渭 申請人:賈兆旻