一种电机定位精度的光电检测装置及方法与流程

本发明涉及测试技术领域，特别涉及一种电机定位精度的光电检测装置，还涉及一种电机定位精度的光电检测方法。

背景技术：

目前检测电机旋转精度的方法包括采用电子测微计、准直仪等工具人工检测和采用激光干涉、光电编码器等光学检测方法，这些方法存在着主观判断、高成本、操作复杂等制约因素。

现有的工具检测法存在人工观测、操作经验等因素导致的精度低、重复性较差的问题，且检测过程繁琐、耗时长。

现有的激光干涉等检测法的测量装置存在光路调节要求高，调整操作复杂、成本偏高的问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的不足，本发明提出了一种电机定位精度的光电检测装置及方法，基于光电探测器的瞬态响应特性检测，具有高检测精度和重复性。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种电机定位精度的光电检测装置，包括：光源、斩光片、电机、光电探测器、驱动采集卡、计算机；

光源发出的光信号进入斩光片，被测电机带动斩光片转动，光电探测器对通过转动斩光片下的光信号进行探测，驱动采集卡采集信号后传输到上位计算机，通过计算机上得到的采集数据处理分析被测电机的定位重复精度和特定角度的定位精度。

可选地，所述光源为与探测器波长相配合的任一细光束光源。

可选地，所述光源为632.8nm红光激光器。

可选地，所述斩光片结构上有通光部位和遮光部位，根据被测电机转速选择斩光片叶片大小。

可选地，所述被测电机与斩光片完成轴向安装，在计算机控制下运动。

可选地，所述光电探测器为铟鎵砷探测器，对通过斩光片后的信号进行探测。

可选地，所述驱动采集卡对光电探测器进行驱动控制，并采集探测的信号。

基于上述光电检测装置，本发明还提出了一种电机定位精度的光电检测方法，光源发出的光信号进入斩光片，被测电机带动斩光片转动，光电探测器对通过转动斩光片下的光信号进行探测，驱动采集卡对光电探测器进行驱动控制，并采集探测信号后传输到上位计算机，通过计算机上得到的采集数据处理分析被测电机的定位重复精度和特定角度的定位精度。

可选地，斩光片结构上通光部位和遮光部位形成的斩光边缘，其运动过程中形成的切换，使得光电探测器上因其瞬态响应特性形成明显的边缘尖峰信号，这些边缘尖峰信号与斩光片结构特征完全对应，随着电机运动周期性出现；由于斩光片上的边缘都是固定结构，其相对夹角也是已知或可计量的，计算出电机运动控制参数与电机实际运动参数的差别，根据需要多次测量、数据处理得到电机的重复定位精度和特定角度的定位精度。

可选地，在无杂散光干扰环境下进行。

本发明的有益效果是：

(1)相比于现有的工具检测法存在人工观测、操作经验等因素导致的精度低、重复性差问题，本发明具有高检测精度和重复性，测量精度能够达到电机的分辨率水平，远高于电机自身标称的定位精度；

(2)相比于现有的激光干涉等非接触式检测法存在光路调整操作复杂、成本偏高的问题，本发明具有低成本、易操作的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种电机定位精度的光电检测装置原理图；

图2为本发明的光电探测器采集数据过程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对现有方法的不足，本发明提出了一种电机定位精度的光电检测装置及方法，是一种基于光电探测器瞬态响应特性的电机定位精度检测装置及方法，并给出产生光信号切换、光电探测、数据采集处理的实现方案，本发明的电机定位精度检测能力能够达到电机的分辨率水平，远高于电机标称的定位精度，具有低成本、操作简便特点。

如图1所示，本发明的电机定位精度的光电检测装置包括：光源1、斩光片2、电机3、光电探测器4、驱动采集卡5、计算机6。

光源1发出的光信号进入斩光片2，被测电机3带动斩光片转动，光电探测器4对通过转动斩光片的光信号进行探测，驱动采集卡5采集信号后传输到上位计算机6，通过计算机上得到的采集数据处理分析被测电机的定位重复精度、特定角度的定位精度，为避免外界杂散光过度干扰，检测过程可在无杂散光干扰环境下进行。

在本发明中，光源1可为与探测器波长相配合的任一细光束光源，如632.8nm红光激光器；斩光片2结构上有通光部位和遮光部位，可根据被测电机转速适当选择斩光片叶片大小，叶片大使得通光、遮光切换时间就变长；被测电机3与斩光片2完成轴向安装，在计算机控制下运动；光电探测器4可为铟鎵砷探测器，对通过斩光片2后的信号进行探测；驱动采集卡5对光电探测器4进行驱动控制，并采集探测的信号；计算机6对传输来的采集信号进行处理，得到电机的定位重复精度或特定角度的定位精度。

由于斩光片结构上通光部位和遮光部位形成的斩光边缘，其运动过程中形成的切换，会使得光电探测器上因其瞬态响应特性形成明显的边缘尖峰信号，这些边缘尖峰信号与斩光片结构特征完全对应，随着电机运动会周期性出现，如图2所示。

由于斩光片上的边缘都是固定结构，其相对夹角也是已知或可计量的，因此，计算出电机运动控制参数与电机实际运动参数的差别，根据需要多次测量、数据处理即可得到电机的重复定位精度或特定角度的定位精度。

如电机要从斩光片边缘1-1′运动1周又返回到斩光片边缘1-1′，电机的每步角度分辨率为δ，理论计算其需运动控制步数为N，实际运动返回到斩光片边缘1-1′需要步数为M，则电机的角度重复定位误差Δφ为：

Δφ＝(N-M)δ (1)

如电机要从斩光片边缘1-1′运动到斩光片边缘2-2′，电机的每步角度分辨率为δ，理论计算其需运动控制步数为X，边缘1-1′与边缘2-2′的夹角为θ，则电机的角度定位误差Δθ为：

Δθ＝Xδ-θ (2)

基于本发明的上述光电检测装置，本发明还提出了一种光电检测方法，检测过程如下：光源1发出的光信号进入斩光片2，被测电机3带动斩光片转动，光电探测器4对通过转动斩光片下的光信号进行探测，驱动采集卡5采集信号后传输到上位计算机6，通过计算机上得到的采集数据处理分析被测电机的定位重复精度、特定角度的定位精度，为避免外界杂散光过度干扰，检测过程可在无杂散光干扰环境下进行。

本发明的光电检测装置和方法可实现规范化、自动化的操作，能够有效避免人工观测的判断误差，光路结构调整简便，且成本低，能够实现高效率、高准确度的电机旋转定位精度检测。

相比于现有的工具检测法存在人工观测、操作经验等因素导致的精度低、重复性差问题，本发明具有高检测精度和重复性，测量精度能够达到电机的分辨率水平，远高于电机自身标称的定位精度。

相比于现有的激光干涉等非接触式检测法存在光路调整操作复杂、成本偏高的问题，本发明具有低成本、易操作的优点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。