一种编码器线数测试装置及方法与流程

本发明涉及编码器线测试设备领域，具体为一种编码器线数测试装置及方法。

背景技术：

1、编码器是将角度位移和直线位移转化成电信号，并将电信号进行模数转换，生成数字位置信息的测量设备。编码器的种类较多，根据测量原理的不同包括磁编码器、电编码器等，根据解码原理不同可以分为绝对型编码器和增量型编码器。

2、编码器线数的定义就是编码器的沿轴向旋转一圈360°，编码器输出多少个脉冲数。有零位信号输出线的编码器，零位脉冲可以用来标识位置，可以识别编码器旋转一圈360°；而还有编码器没有零位输出信号线，只能借助外部设备控制其高精度旋转一圈360°。现需对一编码器的线圈数进行测试，现有技术中编码器转轴端面安装360°刻度盘，转轴安装指针，手动转轴目测近似旋转一圈360°，由于旋转360°精度低，手旋转的速度不均匀，导致测试偏差大，需研发出一种编码器线数测试装置，可以实现该编码器线数的检测。

技术实现思路

1、针对现有技术中的问题，本发明提供一种编码器线数测试装置及方法。

2、本发明是通过以下技术方案来实现：

3、一种编码器线数测试装置，包括电源、电机、数字式光栅分度头及数据采集系统和逻辑分析仪，电源为编码器、电机和逻辑分析仪供电，编码器与逻辑分析仪连接；数字式光栅分度头及数据采集系统包括机架、分度头、数据采集系统和工控机，逻辑分析仪与工控机连接；电机设置于机架顶端，工控机与分度头连接，编码器安装于电机上，工控机控制分度头转动，分度头的码盘与电机连接，分度头通过数据采集系统将测试信息传递给工控机。

4、优选的，电机的壳体通过电机法兰和法兰盘设置于机架上。

5、优选的，电机的转轴与分度头的码盘连接，分度头驱动电机匀速转动360°。

6、优选的，电机的转轴与分度头的码盘之间还设有支座，支座与分度头的码盘活动连接，支座通过联轴器与电机的转轴连接。

7、优选的，还包括设置于机架上的百分表，百分表的表头置于接近转子的支座的端面上。

8、优选的，数字式光栅分度头及数据采集系统的检定精度为3s，分辨率为36000*6＝216000脉冲。

9、一种编码器线束测试方法，包括以下步骤：

10、步骤(1)，将编码器与电机进行装配；

11、步骤(2)，将编码器与逻辑分析仪进行接线，并在逻辑分析仪中设置采样深度、采样频率、测量通道、i/o电平标准和触发条件；

12、步骤(3)，利用工控机设置分度头的转动进行检测，并将测试结果通过数据采集系统传递给逻辑分析仪，由逻辑分析仪生成测试波形与线圈数。

13、优选的，在步骤(2)中，编码器的信号通道a与逻辑分析仪的ch0端口连接，编码器的信号通道b与逻辑分析仪ch1端口连接，编码器的电源地gnd端口与逻辑分析仪的gnd端口、电源-5连接，编码器的电源udd端口与逻辑分析仪的电源+5v连接。

14、优选的，在步骤(2)中，逻辑分析仪的最高采样频率大于分度头的测试时间；

15、选取测量通道ch0和ch1，i/o电平标准选择“3.3vcoms”；脉冲计数与触发条件设置保持一致；

16、采样深度根据设置的采样时间进行设置，光栅分度头设置自动采样360°的时间为60s，逻辑分析仪的最高采样频率设置100s。

17、优选的，逻辑分析仪将采集到的信号与设定的参考电压进行比较，并将高于参考电压的输出为逻辑1，低于参考电压的输出为逻辑0。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

19、本发明一种编码器线数测试装置通过数字式光栅检测机通过数字式精密光栅分度头及数据采集系统的走位速率来控制编码器的转轴匀速旋转，保证编码器轴向旋转的稳定性，从而可兼顾实现有/无零位限号输出线的编码器线数测试。同时通过设置逻辑分析仪可以将被测信号以时间顺序显示为连续的高低电平波形，便于使用者进行分析和调试，也可以按照规则对电平序列进行解码，完成通信协议分析，直接显示脉冲数。

20、进一步的，编码器转轴旋转速度不均或者过快会造成编码器波形失真，数字式精密光栅分度头及数据采集系统可以设置走位速率来控制编码器的转轴匀速旋转，保证编码器轴向旋转的稳定性。

21、本发明一种编码器线束测试方法利用逻辑分析仪能同时捕获和显示数百个信号，在设置了参考电压后，逻辑分析仪将采集到的信号与电压比较器比较，高于参考电压的为逻辑1，低于参考电压的为逻辑0。这样，被测信号可以以时间顺序显示为连续的高低电平波形，便于使用者进行分析和调试，也可以按照规则对电平序列进行解码，完成通信协议分析，直接显示脉冲数。示波器不能同时捕获显示数百个信号，存储深度低无法显示1024个完整波形，无法计数波形。

技术特征：

1.一种编码器线数测试装置，其特征在于，包括电源(11)、电机(2)、数字式光栅分度头及数据采集系统(9)和逻辑分析仪(12)，电源(11)为编码器(1)、电机(2)和逻辑分析仪(12)供电，编码器(1)与逻辑分析仪(12)连接；数字式光栅分度头及数据采集系统(9)包括机架(5)、分度头、数据采集系统和工控机(10)，逻辑分析仪(12)与工控机(10)连接；电机(2)设置于机架(5)顶端，工控机(10)与分度头连接，编码器(1)安装于电机(2)上，工控机(10)控制分度头转动，分度头的码盘(8)与电机(2)连接，分度头通过数据采集系统将测试信息传递给工控机(10)。

2.根据权利要求1所述的编码器线数测试装置，其特征在于，电机(2)的壳体通过电机法兰(3)和法兰盘(4)设置于机架(5)上。

3.根据权利要求1所述的编码器线数测试装置，其特征在于，电机(2)的转轴与分度头的码盘(8)连接，分度头驱动电机(2)匀速转动360°。

4.根据权利要求2所述的编码器线数测试装置，其特征在于，电机(2)的转轴与分度头的码盘(8)之间还设有支座(7)，支座(7)与分度头的码盘(8)活动连接，支座(7)通过联轴器(6)与电机(2)的转轴连接。

5.根据权利要求4所述的编码器线数测试装置，其特征在于，还包括设置于机架(5)上的百分表，百分表的表头置于接近转子的支座(7)的端面上。

6.根据权利要求1所述的编码器线数测试装置，其特征在于，数字式光栅分度头及数据采集系统(9)的检定精度为3s，分辨率为36000*6＝216000脉冲。

7.一种编码器(1)线束测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的编码器线数测试方法，其特征在于，在步骤(2)中，编码器(1)的信号通道a与逻辑分析仪(12)的ch0端口连接，编码器(1)的信号通道b与逻辑分析仪(12)ch1端口连接，编码器(1)的电源地gnd端口与逻辑分析仪(12)的gnd端口、电源-5v连接，编码器(1)的电源udd端口与逻辑分析仪(12)的电源+5v连接。

9.根据权利要求7所述的编码器线数测试方法，其特征在于，在步骤(2)中，逻辑分析仪(12)的最高采样频率大于分度头的测试时间；

10.根据权利要求7所述的编码器线数测试方法，其特征在于，逻辑分析仪(12)将采集到的信号与设定的参考电压进行比较，并将高于参考电压的输出为逻辑1，低于参考电压的输出为逻辑0。

技术总结
本发明涉及编码器线测试设备领域，尤其涉及一种编码器线数测试装置及方法，包括电源、电机、数字式光栅分度头及数据采集系统和逻辑分析仪，电源为编码器、电机和逻辑分析仪供电，编码器与逻辑分析仪连接；数字式光栅分度头及数据采集系统包括机架、分度头、数据采集系统和工控机，逻辑分析仪与工控机连接；电机设置于机架顶端，工控机与分度头连接，编码器安装于电机上，工控机控制分度头转动，分度头的码盘与电机连接，分度头通过数据采集系统将测试信息传递给工控机。本发明通过数字式精密光栅分度头及数据采集系统的走位速率来控制编码器的转轴匀速旋转，保证编码器轴向旋转的稳定性，从而可兼顾实现有/无零位限号输出线的编码器线数测试。

技术研发人员：李珊,王引波,卢强,靳佳龙,苏鑫,尚康,刘灵灵
受保护的技术使用者：西安微电机研究所有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29