光学旋转编码器机械误差传播的分析与验证方法研究

《Applied Mechanics》：Theoretical and Experimental Decomposition of Mechanical Error Propagation in Optical Rotary Encoders

　　本文提出了一种理论与实验相结合的方法，用于分析和验证光学旋转编码器中的机械误差传播。基于向量的数学模型通过三阶段实验方法进行了验证，包括轴心运动测量、光栅盘运动测量以及编码器角度误差测量。各独立机械误差源的测量结果被组合用于预测编码器的角度误差，并与可追溯的角度比较仪测量结果进行对比。所提出的方法在两种不同的光栅盘安装条件下，相关系数最高达到0.984，表明预测的角度误差曲线与实测结果之间具有良好的吻合度。研究结果证实，编码器的角度误差受多个机械误差源的综合贡献影响，并表明一旦最小化主要的偏心分量，优化圆周方向上的光学读头位置是减少残余角度误差的有效手段。所提出的方法为高精度光学旋转编码器在设计、装配和校准过程中分析、预测和优化机械误差源提供了一个实用的框架。