论如何实现旋转角度的精确测量

只看该作者 · 2016-2-24 16:53

幸福至上发表于 2016-2-24 11:54
嗯，绝对值编码器应该是比较实在的方案了。谢谢所列数据对比和说明，14位比12位在0.1°的单位里细分更多 ...

还得分析，你的机械精度

只看该作者 · 2016-2-24 17:08

本帖最后由 forthlab 于 2016-2-24 17:11 编辑

上次有个项目有类似的要求，大致收获有：
1。欧姆龙算一般精度的，高精度的编码器欧美有专门的产品，就是超级贵，几万一只。
2。光电编码器对环境温度要求很高，所以精密机床要在恒温恒湿环境下。光电编码器不能室外用。
3。霍尔原理的传感器也对温度敏感，要采取措施校正。
4。 0。1度的角度传感器精度不低了。要全温度范围达标，实现的成本不会很低。

淘宝上的传感器要好好测试一下！

只看该作者 · 2016-2-24 17:09

本帖最后由 jrcsh 于 2016-2-24 17:10 编辑

以及这个0.1度是最终性能还是，基本性能

最终性能不管了, 12位可以分出 0.1度的变化，

基本性能。准确的0.1度。。。。估计平民货就只有到 14位了在上~~~好可怕看他带的参考他们误差指标给出的是多少

1万 · 2016-2-24 17:13

幸福至上发表于 2016-2-24 14:26
“检测到掉电时写入角度位置到EEPROM”这个点子不错，也具有可行性。不过我这里上电是真的不允许一点的错 ...

那也简单啊，这一部分电路永不掉电就可以了，弄个备用电池嘛。
电池没电就重新找基准。

3万 · 2016-2-24 17:15

幸福至上发表于 2016-2-24 14:26
“检测到掉电时写入角度位置到EEPROM”这个点子不错，也具有可行性。不过我这里上电是真的不允许一点的错 ...

楼主嫌高分辨率光电编码器太贵，但做设计不仅仅要考虑编码器的价格，还要考虑使用低分辨率编码器时需要增加的传动机构的价格。
使用低分辨率编码器，就需要增加一套齿轮(或者齿形带轮)。而且这套齿轮的精度有比较高的机械精度要求，还必须设法消除齿轮间隙(否则根本无法达到角度的测量精度)。这么一套齿轮，估计价格要比高低精度编码器价格之差大得多，更不用说还要考虑齿轮的安装空间、齿轮轴、轴承的安装，等等。仅是消除齿轮间隙，就够你受用了。
猜测：总价格最低的方案，可能正是使用高分辨率编码器方案。

只看该作者 · 2016-2-24 18:51

longquanshuang 发表于 2016-2-23 11:22
MLX90316 ？？？？

这个14bit分辨率的芯片

谢谢啊，这个芯片我查了下，是非接触式的霍尔角度传感器，貌似挺厉害的，工作的时候，需要其上方有一个可以旋转的磁铁吗?会不会很多的霍尔角度传感器里面就是用的这种器件哦?:o

只看该作者 · 2016-2-24 18:53

maychang 发表于 2016-2-24 17:15
楼主嫌高分辨率光电编码器太贵，但做设计不仅仅要考虑编码器的价格，还要考虑使用低分辨率编码器时需要增 ...

这个当然同意斑竹的意见。满足性能要求的前提下，来看总的系统设计价格。:lol

只看该作者 · 2016-2-24 22:41

cjseng 发表于 2016-2-24 17:13
那也简单啊，这一部分电路永不掉电就可以了，弄个备用电池嘛。
电池没电就重新找基准。 ...

意思是将整个角度测量以及记录系统都一直保持供电吗?那需要供电的部分要包括角度测量传感器和MCU哦，这个整起有些多事啊，纠结。。。另没电了的话，就不能进行旋转控制了嘛。。。上电不能乱动，乱动要出事。。。我有点郁闷结构工程师做的结构了:(

只看该作者 · 2016-2-24 23:02

forthlab 发表于 2016-2-24 17:08
上次有个项目有类似的要求，大致收获有：
1。欧姆龙算一般精度的，高精度的编码器欧美有专门的产品，就是 ...

谢谢分享经验啊，这个着实是干货。:lol 光电编码器还对环境温度有要求啊，那还真有些麻烦，我这儿的应用还真不能保证温度湿度不变，而且变化还很明显。相比下，基于霍尔原理的角度传感器对温度的敏感会不会低一些呢?有什么大致方向的措施用来进行霍尔传感器的温度校正呢?我在淘宝上看到一个这种霍尔角度传感器,看下是你说的那类吗?

只看该作者 · 2016-2-24 23:29

还可以看看旋转变压器，“因为旋转变压器具有无可比拟的可靠性，以及具有足够高的精度，在许多场合有着不可代替的地位，特别是在军事以及航天、航空、航海等方面。 ”但是比光电的编码器要复杂。

《旋转变压器原理及应用》
http://wenku.baidu.com/link?url= ... J0z2uGmTjyP58Efi-Fi

1万 · 2016-2-25 01:34

上电控制装置按固定方向旋转，累计A\B相脉冲，检测到Z零位脉冲时可得到开机时的精确角度，然后再驱动装置回到开机时的位置。

只看该作者 · 2016-2-25 09:00

本帖最后由 forthlab 于 2016-2-25 09:03 编辑

幸福至上发表于 2016-2-24 23:02
谢谢分享经验啊，这个着实是干货。光电编码器还对环境温度有要求啊，那还真有些麻烦，我这儿的应用 ...

给你点建议:
1. 尽量采用现成的传感器，先去找符合要求的传感器，不要去发明传感器。
如果符合要求的传感器价格太贵，那么或者是你产品价格定低了，或者是你的技术方案有问题。很多变通方案其实都是不通的，或者将来性能衰减，或者售后，维护，配件会增加很多隐性成本。
2。本来想给你推荐旋转变压器的，我们最后找到的解决方案，怕有广告嫌疑，所以上次没有说。前面有人提到了，所以我给你推荐一个厂商：上海赢双电机有限公司。适合室外环境，包括宇航军工，精度可以做到0.1度，由旋转变压器和解码器组成。我们后来因为成本问题没有采用，我们改方案了。

只看该作者 · 2016-2-25 11:15

看了楼主的要求，没有提到是否需要旋转圈数，也没有提到采样速度。
那么我有个低成本的方法，用加速度传感器计算倾角的方法计算角度。如果你的应用是垂直于地面旋转，那么这个方法直接可用。如果水平于地面旋转，则需要加装转换90度旋转方向的机械机构。
这种方法的缺点是速度与精度成反比，如果速度要求不高，比如采样1次/秒，则精度可以达到0.01度。
优点是直接输出绝对角度，不需要某个参考点。

只看该作者 · 2016-2-25 11:34

幸福至上发表于 2016-2-24 18:51
谢谢啊，这个芯片我查了下，是非接触式的霍尔角度传感器，貌似挺厉害的，工作的时候，需要其上方有一个可 ...

你索的没错，便宜的低速的绝对值编码器就是用这个东西

只看该作者 · 2016-2-25 14:50

cjseng 发表于 2016-2-24 17:13
那也简单啊，这一部分电路永不掉电就可以了，弄个备用电池嘛。
电池没电就重新找基准。 ...

这种方案就别想了，精密机械不会这么搞的。

只看该作者 · 2016-2-25 14:55

ctsdswk 发表于 2016-2-25 11:15
看了楼主的要求，没有提到是否需要旋转圈数，也没有提到采样速度。
那么我有个低成本的方法，用加速度传感 ...

则需要加装转换90度旋转方向的机械机构。

这个机构的成本会不会贵过。。。。。。你这部分的电子方案成本 10倍或100倍以上

只看该作者 · 2016-2-25 16:07

ztb 发表于 2016-2-24 23:29
还可以看看旋转变压器，“因为旋转变压器具有无可比拟的可靠性，以及具有足够高的精度，在许多场合有着不可 ...

嗯，谢谢。我看了一下，确实能够实现很高的精度，而且还能够测量转速。但控制起来很复杂，完全没这方面的概念。⊙﹏⊙b汗

只看该作者 · 2016-2-25 16:09

ocon 发表于 2016-2-25 01:34
上电控制装置按固定方向旋转，累计A\B相脉冲，检测到Z零位脉冲时可得到开机时的精确角度，然后再驱动装置回 ...

谢谢斑竹的意见，只是我这儿上电就需要即刻知道当前所处的旋转角度位置，再根据当前所在的角度位置，决定进行后面的初始化，不然可能会出问题。

只看该作者 · 2016-2-25 16:18

forthlab 发表于 2016-2-25 09:00
给你点建议:
1. 尽量采用现成的传感器，先去找符合要求的传感器，不要去发明传感器。
如果符合要求的传感 ...

谢谢建议。我这要求其实也不高，肯定有现成的传感器满足需求的

。大家都提了很多不错的点子，要弄明白这个问题还是要亲自试验了才会更明白。那个旋转变压器，我也看了ztb网友的资料和那家公司的产品页，东西是挺好，不过看你们都没采用，想想我还是先试下手上现成的吧

只看该作者 · 2016-2-25 16:21

longquanshuang 发表于 2016-2-25 11:34
你索的没错，便宜的低速的绝对值编码器就是用这个东西

看来我不用拆手上的这个霍尔角度传感器了，原来很多是如此原理的。

论如何实现旋转角度的精确测量

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