光電編碼器的工作原理
工作原理:當(dāng)光電編碼器的軸轉(zhuǎn)動時A、B兩根線都產(chǎn)生脈沖輸出,A、B兩相脈沖相差90度相位角,由此可測出光電編碼器轉(zhuǎn)動方向與電機轉(zhuǎn)速。如果A相脈沖比B相脈沖超前則光電編碼器為正轉(zhuǎn),否則為反轉(zhuǎn).Z線為零脈沖線,光電編碼器每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生一個脈沖.主要用作計數(shù)。A線用來測量脈沖個數(shù),B線與A線配合可測量出轉(zhuǎn)動方向.
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/161729.htmN為電機轉(zhuǎn)速
Δn=ND測-ND理
例如:我們車的速度為1.5m/s,輪子的直徑220mm,C=D*Pi,電機控制在21.7轉(zhuǎn)/秒,根據(jù)伺服系統(tǒng)的指標(biāo),設(shè)電機轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分,故可求得當(dāng)ND=21.7*60=130轉(zhuǎn)/分時,光碼盤每秒鐘輸出的脈沖數(shù)為:
PD=130×600/60=1300個脈沖
當(dāng)測出的脈沖個數(shù)與計算出的標(biāo)準(zhǔn)值有偏差時,可根據(jù)電壓與脈沖個數(shù)的對應(yīng)關(guān)系計算出輸出給伺服系統(tǒng)的增量電壓△U,經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換,再計算出增量脈沖個數(shù),等下減去。
當(dāng)運行時間越長路線越長,離我們預(yù)制的路線偏離就多了。這時系統(tǒng)起動位置環(huán),通過不斷測量光電編碼器每秒鐘輸出的脈沖個數(shù),并與標(biāo)準(zhǔn)值PD(理想值)進行比較,計算出增量△P并將之轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的D/A輸出數(shù)字量,通過控制器減少輸個電機的脈沖個數(shù),在原來輸出電壓的基礎(chǔ)上減去增量,迫使電機轉(zhuǎn)速降下來,當(dāng)測出的△P近似為零時停止調(diào)節(jié),這樣可將電機轉(zhuǎn)速始終控制在允許的范圍內(nèi)。
根據(jù)檢測原理,編碼器可分為光學(xué)式、磁式、感應(yīng)式和電容式。根據(jù)其刻度方法及信號輸出形式,可分為增量式、絕對式以及混合式三種。
1.1增量式編碼器
增量式編碼器是直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相;A、B兩組脈沖相位差90海傭煞獎愕嘏卸銑魴較潁Z相為每轉(zhuǎn)一個脈沖,用于基準(zhǔn)點定位。它的優(yōu)點是原理構(gòu)造簡單,機械平均壽命可在幾萬小時以上,抗干擾能力強,可靠性高,適合于長距離傳輸。其缺點是無法輸出軸轉(zhuǎn)動的絕對位置信息。
1.2絕對式編碼器
絕對編碼器是直接輸出數(shù)字量的傳感器,在它的圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼道,每條道上由透光和不透光的扇形區(qū)相間組成,相鄰碼道的扇區(qū)數(shù)目是雙倍關(guān)系,碼盤上的碼道數(shù)就是它的二進制數(shù)碼的位數(shù),在碼盤的一側(cè)是光源,另一側(cè)對應(yīng)每一碼道有一光敏元件;當(dāng)碼盤處于不同位置時,各光敏元件根據(jù)受光照與否轉(zhuǎn)換出相應(yīng)的電平信號,形成二進制數(shù)。這種編碼器的特點是不要計數(shù)器,在轉(zhuǎn)軸的任意位置都可讀出一個固定的與位置相對應(yīng)的數(shù)字碼。顯然,碼道越多,分辨率就越高,對于一個具有 N位二進制分辨率的編碼器,其碼盤必須有N條碼道。目前國內(nèi)已有16位的絕對編碼器產(chǎn)品。
絕對式編碼器是利用自然二進制或循環(huán)二進制(葛萊碼)方式進行光電轉(zhuǎn)換的。絕對式編碼器與增量式編碼器不同之處在于圓盤上透光、不透光的線條圖形,絕對編碼器可有若干編碼,根據(jù)讀出碼盤上的編碼,檢測絕對位置。編碼的設(shè)計可采用二進制碼、循環(huán)碼、二進制補碼等。它的特點是:
1.2.1可以直接讀出角度坐標(biāo)的絕對值;
1.2.2沒有累積誤差;
1.2.3電源切除后位置信息不會丟失。但是分辨率是由二進制的位數(shù)來決定的,也就是說精度取決于位數(shù),目前有10位、14位等多種。
1.3混合式絕對值編碼器
混合式絕對值編碼器,它輸出兩組信息:一組信息用于檢測磁極位置,帶有絕對信息功能;另一組則完全同增量式編碼器的輸出信息。
光電編碼器是一種角度(角速度)檢測裝置,它將輸入給軸的角度量,利用光電轉(zhuǎn)換原理轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖或數(shù)字量,具有體積小,精度高,工作可靠,接口數(shù)字化等優(yōu)點。它廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床、回轉(zhuǎn)臺、伺服傳動、機器人、雷達、軍事目標(biāo)測定等需要檢測角度的裝置和設(shè)備中。
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