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德國亨士樂編碼器的工作原理及分類

2024-1-5 閱讀(395)

增量式旋轉(zhuǎn)編碼器通過內(nèi)部?jī)蓚€(gè)光敏接受管轉(zhuǎn)化其角度碼盤的時(shí)序和相位關(guān)系,得到其角度碼盤角度位移量增加(正方向)或減少(負(fù)方向)。在接合數(shù)字電路特別是單片機(jī)后,增量式旋轉(zhuǎn)編碼器在角度測(cè)量和角速度測(cè)量較絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器更具有廉價(jià)和簡(jiǎn)易的優(yōu)勢(shì)。

一、增量型旋轉(zhuǎn)編碼器

軸的每轉(zhuǎn)動(dòng)一周,增量型編碼器提供一定數(shù)量的脈沖。

周期性的測(cè)量或者單位時(shí)間內(nèi)的脈沖計(jì)數(shù)可以用來測(cè)量移動(dòng)的速度。

如果在一個(gè)參考點(diǎn)后面脈沖數(shù)被累加,計(jì)算值就代表了轉(zhuǎn)動(dòng)角度或行程的參數(shù)。雙通道編碼器輸出脈沖A、B之間相差為90O,能使接收脈沖的電子設(shè)備接收軸的旋轉(zhuǎn)感應(yīng)信號(hào),因此可用來實(shí)現(xiàn)雙向的定位控制;另外,三通道增量型旋轉(zhuǎn)編碼器每一圈產(chǎn)生一個(gè)稱之為零位信號(hào)的脈沖(Z)。

二、增量型絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)編碼器

絕對(duì)值編碼器為每一個(gè)軸的位置提供一個(gè)編碼數(shù)字值。特別是在定位控制應(yīng)用中,絕對(duì)值編碼器減輕了電子接收設(shè)備的計(jì)算任務(wù),從而省去了復(fù)雜的和昂貴的輸入裝置:而且,當(dāng)機(jī)器合上電源或電源故障后再接通電源,不需要回到位置參考點(diǎn),就可利用當(dāng)前的位置值。單圈絕對(duì)值編碼器把軸細(xì)分成規(guī)定數(shù)量的測(cè)量步,最大的分辨率為13位,這就意味著最大可區(qū)分8192個(gè)位置+多圈絕對(duì)值編碼器不僅能在一圈內(nèi)測(cè)量角位移,而且能夠用多步齒輪測(cè)量圈數(shù)。多圈的圈數(shù)為12位,也就是說最大4096圈可以被識(shí)別??偟姆直媛士蛇_(dá)到25位或者33,554,432個(gè)測(cè)量步數(shù)。并行絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)編碼器傳輸位置值到估算電子裝置通過幾根電纜并行傳送。假設(shè)串行絕對(duì)值編碼器,輸出數(shù)據(jù)可以用標(biāo)準(zhǔn)的接口和標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)議傳送,同時(shí)在過去點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接實(shí)現(xiàn)了串行數(shù)據(jù)傳送。編碼器屬于高精密儀器,安裝時(shí)不得敲擊和碰撞。軸端聯(lián)接避免鋼性聯(lián)接,而應(yīng)采用彈性聯(lián)軸器、尼龍齒輪或同步帶聯(lián)接傳動(dòng)。使用轉(zhuǎn)速不要超過標(biāo)稱轉(zhuǎn)速,否則會(huì)影響電氣信號(hào)。

光電編碼器,是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。這是目前應(yīng)用最多的傳感器,光電編碼器的工作原理如圖所示,在圓盤上有規(guī)則地刻有透光和不透光的線條,在圓盤兩側(cè),安放發(fā)光元件和光敏元件。當(dāng)圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí),光敏元件接收的光通量隨透光線條同步變化,光敏元件輸出波形經(jīng)過整形后變?yōu)槊}沖,碼盤上有之相標(biāo)志,每轉(zhuǎn)一圈輸出一個(gè)脈沖絕對(duì)式編碼器是利用自然二進(jìn)制或循環(huán)二進(jìn)制(葛萊碼)方式進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的。絕對(duì)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(duì)編碼器可有若干編碼,根據(jù)讀出碼盤上的編碼,檢測(cè)絕對(duì)位置。編碼的設(shè)計(jì)可采用二進(jìn)制碼、循環(huán)碼、二進(jìn)制補(bǔ)碼等。它的特點(diǎn)是:

(1)可以直接讀出角度坐標(biāo)的絕對(duì)值;

(2)沒有累積誤差;

(3)電源切除后位置信息不會(huì)丟失。但是分辨率是由二進(jìn)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。

3、混合式絕對(duì)值編碼器,它輸出兩組信息:一組信息用于檢測(cè)磁極位置,帶有絕對(duì)信息功能;另一組則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(cè)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(diǎn)。它廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、回轉(zhuǎn)臺(tái)、伺服傳動(dòng)、機(jī)器人、雷達(dá)、目標(biāo)測(cè)定等需要檢測(cè)角度的裝置和設(shè)備中。

 



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