一种基于编码器实现高分辨率测速的方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于编码器实现高分辨率测速的方法，属于编码器测速【技术领域】。技术方案：利用编码器输出的频率信号和合成频率信号之间的相位关系来实现精准测量，利用两周期性信号的相位特征点和参考闸门时信号产生实际闸门信号，该闸门时间的起始时刻和终止时刻同步于两个频率信号。实际闸门开启之后，计数器分别开始对两信号进行计数，以此得到测速信号的频率值，最后经频率与速度关系运算得到转速值n。本发明消除通常广泛存在的±1个字的计数误差，使得转速测量分辨率得到提高，能够实现转速宽范围内的高分辨率测量。
【专利说明】一种基于编码器实现高分辨率测速的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于编码器实现高分辨率测速的方法，利用周期性信号之间的相 位关系实现高分辨率测速，属于编码器测速【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 编码器与轴相连接，在轴旋转的时候，编码器就会输出脉冲，计数器收到脉冲，根 据轴转的速度不同，在单位时间内收到的脉冲总量不一样，即可算出转速值。测速的关键是 测量精准的脉冲数，【背景技术】采用编码器进行速度测量的常用方法有两种：一种是Μ法，另 一种是Τ法。Μ法是在给定的闸门时间内测量被测信号脉冲的个数，通过换算得出被测信号 的频率；这种方法的测量准确度取决于闸门时间和被测信号频率，当被测信号频率较低时 将产生较大的误差。Τ法是通过测量被测信号的周期，然后换算得出被测信号的频率；这种 测量方法的测量准确度取决于被测信号的周期大小和计时准确度。无论是Τ法还是Μ法， 它们都无法解决测量当中的±1个字的计数误差，限制了测量准确度的提高，上述方法难 以满足高分辨率测速要求。
【发明内容】
[0003] 本发明目的是提供一种基于编码器实现高分辨率测速的方法，利用周期性信号之 间的相位关系的特点，通过检测两信号相位差为零的特征点来开启和关闭实际计数闸门， 以此克服± 1个字的计数误差，大大消除了通常广泛存在的± 1个字的计数误差，使得测量 分辨率得到提高，测量电路结构简单、准确度高、附加噪声小、易于实现，解决【背景技术】中存 在的上述问题。
[0004] 本发明的技术方案是： 一种基于编码器实现高分辨率测速的方法，包含如下步骤： ①利用编码器输出的频率信号石和合成频率信号Λ之间的相位关系特点来实现精准 测量； 在Α和/2间的若干个相位特征点之间的时间间隔中，分别容纳有这两个频率信号的 若干个整数周期； 取和名之间的最大公因子频率/"?，则
【权利要求】
1. 一种基于编码器实现高分辨率测速的方法，包含如下步骤：①利用编码器输出的频 率信号义和合成频率信号名之间的相位关系特点来实现精准测量； 在和/2间的若干个相位特征点之间的时间间隔中，分别容纳有这两个频率信号的 若干个整数周期； 取/ι和/2之间的最大公因子频率
，则Λ =
h = i
其中：m、η为正整数； 最小公倍数周期'4^ = 1/人^，在一个&^的周期时间里含有完整的m个/:信号波形 和完整的η个/2信号波形；利用时间概念构成测量整数个脉冲的闸门时间，克服± 1个 字的计数误差，提高测速准确度； ?利用两周期性信号的相位特征点和参考门时信号产生实际闸门信号，该闸门时间 的起始时刻和终止时刻同步于两个频率信号； CD在实际闸门时间内对被测信号和合成信号分别进行计数得到被测速度信号的频率 值； 计数得到的被测信号石的脉冲个数为洱，计数得到的合成信号/2脉冲个数为況2，则 被测信号的频率值为：
(1) 式中/?_被测信号频率； /2 -合成信号频率； 柯-实际闸门时间内被测信号的脉冲个数； AT2 -实际闸门时间内合成信号的脉冲个数； ?最后利用频率与速度的关系换算得到速度值，实际闸门开启之后，计数器分别开始 对两信号进行计数， 最后经相位特征点与参考闸门的共同作用产生实际闸门，在实际闸门内对/:和石进 行计数，分别得到况和況2，根据表达式（1)即可求得被测频率石；根据下面表达式（2)运 算即可求得转速值《 ;
(2) 式中A-编码器输出频率； I-脉冲信号倍频数； z-编码器每圈发出的脉冲数。
【文档编号】G01P3/44GK104297515SQ201410618364
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年11月6日
【发明者】贾兆旻, 周渭 申请人:贾兆旻