19.10.2021

Исследователи создали математическую модель для калибровки угловых энкодеров – приборов, которые используются для измерения угловых перемещений объектов в отраслях, где требуется высокие стабильность скорости вращения и точность позиционирования.

Сегодня в мире существует большое количество различных цифровых преобразователей угла или, как теперь принято говорить, угловых энкодеров, они используются для высокоточного измерения углов поворота любого вращающегося объекта и преобразования этой информации в цифровой код для последующей обработки. Причем в различных отраслях от автомобилестроения (например, для определения угла поворота руля) до компьютерной техники (для определения угла поворота колеса компьютерной мыши) используются разные виды энкодеров. Для успешного применения таких датчиков требуется их точная калибровка, однако для этого пока не существует единой методики.

«Мы разработали математическую модель, с помощью которой можно калибровать угловые энкодеры, которые широко используются для точных поворотов во всех областях промышленности: от платформ до антенн и телескопов», – рассказывает заведующий кафедрой лазерных измерительных и навигационных систем СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Юрий Владимирович Филатов.

Разработчики изложили новый подход в научном журнале Optical Engineering. Для калибровки энкодеров, съем данных с которых производится с использованием интерфейсов различного типа (параллельных или последовательных), предлагается использовать в качестве эталонного датчика динамический гониометр (прибор для высокоточного определения углов между объектами), с помощью которого измеряется угол поворота на различных скоростях. Полученные данные обрабатываются по специальному алгоритму, позволяющему провести калибровку энкодеров с различными интерфейсами. Эффективность метода была показана учеными на экспериментах с динамическим гониометром.

«Ранее не было какой-то международной методики, которая бы подходила всем энкодерам, для калибровки каждого типа требовалась своя модель. Наверное, постепенно такой стандарт появится, и мы предлагаем один из путей его создания. Плюсом нашей модели является универсальность – она может использоваться для калибровки любого энкодера, и в этом отношении не имеет аналогов» - заведующий кафедрой лазерных измерительных и навигационных систем СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Юрий Владимирович Филатов.

Создание методики для калибровки энкодеров является результатом работы по одному из направлений проекта по гранту Российского научного фонда, который стартовал в прошлом году. Он направлен на разработку к 2022 году различных методик угловых измерений для калибровки систем навигации.