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旋轉編碼器的工作原理
發布時間:2019-02-26
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旋轉編碼器是一種將旋轉位移轉換成一串數字脈沖信號的旋轉式傳感器,這些脈沖能用來控制角位移,如果編碼器與齒輪條或螺旋絲杠結合在一起,也可用于測量直線位移。


旋轉編碼器按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種;按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對式兩類。增量式編碼器是將位移轉換成周期性的電信號,再把這個電信號轉變成計數脈沖,用脈沖的個數表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個位置對應一個確定的數字碼,因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關,而與測量的中間過程無關。


旋轉編碼器工作原理


當光電編碼器的軸轉動時A、B兩根線都產生脈沖輸出,A、B兩相脈沖相差90度相位角,由此可測出光電編碼器轉動方向與電機轉速。如果A相脈沖比B相脈沖超前則光電編碼器為正轉,否則為反轉.Z線為零脈沖線,光電編碼器每轉一圈產生一個脈沖.主要用作計數。A線用來測量脈沖個數,B線與A線配合可測量出轉動方向.



N為電機轉速

n=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/秒,根據伺服系統的指標, 設電機轉速為1500轉/分,故可求得當ND=21.7*60=130轉/分時,光碼盤每秒鐘輸出的脈沖數為:


PD=130600/60=1300個脈沖


當測出的脈沖個數與計算出的標準值有偏差時,可根據電壓與脈沖個數的對應關系計算出輸出給伺服系統的增量電壓△U,經過D/A轉換,再計算出增量脈沖個數,等下減去。


當運行時間越長路線越長,離我們預制的路線偏離就多了。這時系統起動位置環,通過不斷測量光電編碼器每秒鐘輸出的脈沖個數,并與標準值PD(理想值)進行比較,計算出增量△P并將之轉換成對應的D/A輸出數字量,通過控制器減少輸個電機的脈沖個數,在原來輸出電壓的基礎上減去增量,迫使電機轉速降下來,當測出的△P近似為零時停止調節,這樣可將電機轉速始終控制在允許的范圍內。


根據檢測原理,編碼器可分為光學式、磁式、感應式和電容式。根據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。


增量式編碼器原理及優缺點


增量式編碼器是直接利用光電轉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鳽相為每轉一個脈沖,用于基準點定位。它的優點是原理構造簡單,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動的絕對位置信息。


絕對式編碼器原理及優缺點


絕對編碼器是直接輸出數字量的傳感器,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相間組成,相鄰碼道的扇區數目是雙倍關系,碼盤上的碼道數就是它的二進制數碼的位數,在碼盤的一側是光源,另一側對應每一碼道有一光敏元件;當碼盤處于不同位置時,各光敏元件根據受光照與否轉換出相應的電平信號,形成二進制數。這種編碼器的特點是不要計數器,在轉軸的任意位置都可讀出一個固定的與位置相對應的數字碼。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。目前國內已有16位的絕對編碼器產品。

絕對式編碼器是利用自然二進制或循環二進制(葛萊碼)方式進行光電轉換的。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,根據讀出碼盤上的編碼,檢測絕對位置。編碼的設計可采用二進制碼、循環碼、二進制補碼等。它的特點是:

1.可以直接讀出角度坐標的絕對值;

2.沒有累積誤差;

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來決定的,也就是說精度取決于位數,目前有10位、14位等多種。


混合式絕對值編碼器原理及優缺點


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,利用光電轉換原理轉換成相應的電脈沖或數字量,具有體積小,精度高,工作可靠,接口數字化等優點。它廣泛應用于數控機床、回轉臺、伺服傳動、機器人、雷達、軍事目標測定等需要檢測角度的裝置和設備中。


廣東升威電子制品有限公司是編碼器行業標準制定單位,專業從事電位器、編碼器、傳感器、開關產品設計研發、生產制造、市場銷售于一體的生產廠商,產品種類已達七萬多種規格。產品廣泛應用于汽車電子、家庭音響、多媒體、調音臺、對講機、電子玩具、家用電、航天航空、軍工等領域。

公司成立以來,在全體員工的努力下多次被客戶評為“優秀供應商”,成為同行中的實力強勁的對手,憑借20幾年專業經驗,成為編碼器行業標準制定單位。升威牌產品更成為了一些世界知名企業指定使用的產品??蛻舯榧笆澜绺鞯?,產品巳被德賽西威、華陽通用、航盛、延鋒偉世通、歐科、歌爾、漫步者、亞馬遜、松下、三星、微軟、索尼等國內外知名企業所認定使用。


旋轉編碼器廠家


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