光电轴角编码器是一种采用光电技术,将角位置、角位移及角速度等物理量转换成数字电信号的精密角度传感器。由于其具有结构简单、体积小、分辨率高、非接触、稳定可靠等优点,而被广泛应用于航空航天、工业自动化等领域。随着国防、自动化等行业和领域对轴角编码器应用需求的提高,高分辨率、小型化、智能化成为轴角编码器的发展趋势。传统的光电轴角编码器存在着尺寸和分辨率之间的矛盾,小尺寸的编码器往往分辨率不高,而高分辨率意味着尺寸大。为了解决轴角编码器尺寸与角度分辨率之间的矛盾,同时提高编码器的响应频率,本文提出了一种基于线阵探测器的单圈绝对式光电轴角编码器。该编码器使用了一种新的单圈绝对式编码盘,整个码盘只有一个码道,用码道上透光扇区和遮光扇区分别表示二进制“1”和“0”,将7位二进制编码按照一定的规律直接刻在这个单圈的码道上,码盘图像经光学放大后被线阵探测器接收,然后利用FPGA控制电路将线阵探测器的模拟信号转换为数字信号,传送至计算机,最后运用软件编程对数据进行译码处理——首先把所获得灰度的图像进行二值化处理,进而从二值化图像中读取粗码,然后利用细分技术从灰度图像中获得细码,最后两者相结合得到角度信息。利用上述技术,设计研制了一个码盘直径为40mm的7位单圈绝对式编码盘；设计了基于FPGA的硬件电路板,用于视频采集和传输；运用Microsoft Visual C#编写软件处理程序,用于从视频数据中解译出角度信息；装配完成一个单圈绝对式轴角编码器,在此基础上,搭建实验系统,引入激光三角测角方法,对所设计的编码器进行精度测试,在实验中,细码绝对标准差为7.51”,通过实验验证,该编码器分辨率达到16位。