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深入了解下增量编码器的技术原理

发布时间:2021-03-23   点击次数:46次
  增量编码器是能够根据旋转运动产生信号的编码器,其刻度方式为每一个脉冲都进行增量计算,因此得名。它常和机械转换装置一起使用(如齿条-齿轮、测量轮或心轴一起使用),用于测量直线运动。
 
  增量编码器的技术原理:
 
  增量编码器由主码盘、鉴向盘、光学系统和光电变换器组成。在图形的主码盘(光电盘)周边上刻有节距相等的辐射状窄缝,形成均匀分布的透明区和不透明区。鉴向盘与主码盘平行,并刻有a、b两组透明检测窄缝,它们彼此错开1/4节距,以使A、B两个光电变换器的输出信号在相位上相差90°。工作时,鉴向盘静止不动,主码盘与转轴一起转动,光源发出的光投射到主码盘与鉴向盘上。当主码盘上的不透明区正好与鉴向盘上的透明窄缝对齐时,光线被全部遮住,光电变换器输出电压为较小;当主码盘上的透明区正好与鉴向盘上的透明窄缝对齐时,光线全部通过,光电变换器输出电压为较大。主码盘每转过一个刻线周期,光电变换器将输出一个近似的正弦波电压,且光电变换器A、B的输出电压相位差为90°。
 
  光电编码器的光源较常用的是自身有聚光效果的发光二极管。当光电码盘随工作轴一起转动时,光线透过光电码盘和光栏板狭缝,形成忽明忽暗的光信号。光敏元件把此光信号转换成电脉冲信号,通过信号处理电路后,向数控系统输出脉冲信号,也可由数码管直接显示位移量。
 
  光电编码器的测量准确度与码盘圆周上的狭缝条纹数n有关,能分辨的角度α为:
 
  α=360°/n(1)
 
  分辨率=1/n(2)
 
  为了判断码盘旋转的方向,必须在光栏板上设置两个狭缝,其距离是码盘上的两个狭缝距离的(m+1/4)倍,m为正整数,并设置了两组对应的光敏元件,A、B光敏元件,有时也称为cos、sin元件。当检测对象旋转时,同轴或关联安装的光电编码器便会输出A、B两路相位相差90°的数字脉冲信号。
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