高精度编码器由地球观察仪器和激光通信终端(LCT)的机制使用。LCT的微弧度分辨率编码器专为精密指向应用而设计,尤其是具有15年的寿命的地球同步地球轨道(Geo)环境,以及高占空比应用。

图1.激光通信终端中的角度编码器的位置。
编码器是光学角度编码器。编码器是相对的,但嵌入的参考标记保证绝对位置被初始化为整个寿命的相对计数的完整精度和可重复性。随着多个和可区分的参考标记嵌入规模中,几度移动足以初始化从起始位置初始化。

选择电子零件,机械设计和工艺本身适用于GEO空间应用,而基本原理完全由雷尼绍开发和制造的商业光学编码器。

开发的目的是重现商业编码器的性能,而对特定空间需求的完全兼容性,如Geo轨道和苛刻的热和振动载荷的辐射影响。性能和间隔的要求都在全面实现。

准直光束照亮尺度。光由850nm波长的红外LED发射。在刻度,刻有20μm的标记和空间和50%的标记到空间比。光从刻度反射为一组衍射令。然后将这些订单入射在相位衍射光栅(优化以产生不产生Zeroth顺序)上产生更多衍射令。尺度和索引的订单干扰检测器平面以产生一组干扰条纹。随着光源部分相干,只有具有小路径长度差的顺序干扰。结果是一种干涉条纹,这是基本上正弦的并且没有谐波。

比例通常是编码器系统的可移动部分。它放置在驱动系统的转子上。不锈钢是材料。标记尺寸为10μm宽和5.5毫米长。标记的反射率是

在激光通信终端中,编码器位于粗指向组件(CPA)中,其暴露于空间环境(参见图1)。为了获得对电磁干扰的最大免疫,编码器数据从读数头向位于航天器中的驱动系统控制器上以数字方式传输。在编码器读取头中,通过组合增量信号和参考标记来计算绝对位置。

为了提供最具代表性的功能测试,编码器在测试的测试中操作,这意味着它安装在电动机/轴承组件上,与LCT中的CPA的一部分相同。

图2.编码器测试设置框图。
如图2的下蓝色部分中的图所示,所测试的编码器和可选地,轴承单元的电动机可以连接到LCT的电动机驱动电子设备(MDE)。对于位置控制,使用可用的可编程实时控制系统。MDE和嵌入式控制系统之间的数据交换具有1 kHz速率。

通过所有功能测试。编码器连续提供用于评估控制和补偿算法的功能和性能的各种管家数据。一个船用参数是LED电流。由于A / D转换信号的幅度通过自动增益控制保持恒定,因此LED电流是在生产和安装期间编码器对齐成功的度量。

这项工作由Martin Reinhardt,Konrad Panzlaff,Karl-Georg Friederich,Frank Heine,Roland Himmler,Klaus Maier和EberhardMöss的Tesat Spacecom;Clive Parker,Simon Mcadam,Jason Slack和Colin Howly的雷尼绍;和Sabine Philipp-May和DLR的Rolf Meyer。有关该项目中使用的雷尼绍产品的更多信息,请访问http://info.hotims.com/45609-122


美国宇航局yabovip16.com科技简报杂志

本文首先出现在2013年11月问题上美国宇航局yabovip16.com技术简报杂志。

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