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【三峰光电】光电编码器工作原理详解

发布者:太阳集团8722娱乐2018-09-19

光电编码器,是一种经由过程光电转换将输出轴上的机械多少位移量转换成脉冲或数字量的传感器,是当初运用最多的传感器。正常的光电编码器重要由光栅盘和光电检测装置造成。在伺服系统中,由于光电码盘与电动机同轴,电动机旋转时,光栅盘与电动机同速旋转.经发光二极管等电子元件造成的检测装置检测输出几多脉冲旌旗灯号,其道理如图所示。经由过程盘算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反应以后电动机的转速。别的,为判定旋转偏向,码盘还可供给相位相差90°的2个通道的光码输出,根据双通道光码的状态变更肯定电机的转向。根据检测道理,编码器可分为光学式、磁式、感到式和电容式。根据其刻度办法及旌旗灯号输出情势,可分为增量式、绝对式以及混合式3种。

光电编码器的分类
光电编码器,是一种经由过程光电转换将输出轴上的机械多少位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是当初运用最多的传感器, 光电编码器是由光栅盘和光电检测装置造成。光栅盘是在一定直径的圆板上中分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴,电动机旋转时,光栅盘与电动机同速旋转,经发光二极管等电子元件造成的检测装置检测输出几多脉冲旌旗灯号,其道理示意图如图1所示;经由过程盘算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反应以后电动机的转速。别的,为判定旋转偏向,码盘还可供给相位相差90º的两路脉冲旌旗灯号。

编码器的义务道理
光电编码器是一种角度(角速度)检测装置,它将输入给轴的角器量,运用光电转换道理 转换成响应的电脉冲或数字量,占有体积小,精度高,义务牢靠,接口数字化等长处。它广泛运用于数控机床、回转台、伺服传动、机器人、雷达、军事目的测定等须要检测角度的装置和设备中。
由一个中心有轴的光电码盘,其上有环形通、暗的刻线,有光电发射和接收器件读取,失掉四组正弦波旌旗灯号组合成a、b、c、d,每个正弦波相差90度相位差(绝对于一个周波为360度),将c、d旌旗灯号反向,叠加在a、b两相上,可加强稳固旌旗灯号;另每转输出一个z相脉冲以代表零位参考位。 由于a、b两相相差90度,可经由过程比拟a相在前还是b相在前,以判定编码器的正转与反转,经由过程零位脉冲,可失掉编码器的零位参考位。 编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料,玻璃码盘是在玻璃上堆积很薄的刻线,其热稳定性好,精度高,金属码盘直接以通和不通刻线,不易碎,但由于金属有一定的厚度,精度就有制约,其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级,塑料码盘是经济型的,其本钱低,但精度、热稳定性、寿命均要差一些。 分辨率—编码器以每旋转360度供给几多的通或暗刻线称为分辨率,也称分析分度、或直接称几多线,正常在每转分度5~10000线。

★混合式绝对值编码器
混合式绝对值编码器,它输出两组信息:一组信息用于检测磁极位置,带有绝对信息功能;另一组则完整同增量式编码器的输出信息。 二、光电

根据检测道理,编码器可分为光学式、磁式、感到式和电容式。根据其刻度办法及旌旗灯号输出情势,可分为增量式、绝对式以及混合式三种。

绝对式编码器
绝对编码器是直接输出数字量的传感器,在它的圆形码盘上沿径向有几多同心码道,每条道上由透光和不透光的扇形区相间造成,相邻码道的扇区数目是双倍关联,码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数,在码盘的一侧是光源,另一侧对应每一码道有一光敏元件;当码盘处于差别位置时,各光敏元件根据受光照与否转换出响应的电平旌旗灯号,造成二进制数。这种编码器的特色是不要计数器,在转轴的任意位置都可 读出一个稳固的与位置相对应的数字码。显然,码道越多,分辨率就越高,对一个占有 n位二进制分辨率的编码器,其码盘必须有n条码道。当初国内已有16位的绝对编码器产物。
绝对式编码器是运用自然二进制或轮回二进制(葛莱码)办法停止光电转换的。绝对式编码器与增量式编码器差别之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形,绝对编码器可有几多编码,根据读出码盘上的编码,检测绝对位置。编码的设计可采用二进制码、轮回码、二进制补码等。它的特色是:
1.能够直接读出角度坐标的绝对值;
2.不累积偏差;
3.电源切除后位置信息不会丢掉。然而分辨率是由二进制的位数来决议的,也就是说精度取决于位数,当初有10位、14位等多种。

★增量式编码器
增量式编码器是直接运用光电转换道理输出三组方波脉冲a、b和z相;a、b两组脉冲相位差90º,从而可方便地判定出旋转偏向,而z相为每转一个脉冲,用于基准点定位。它的长处是道理结构简略,机械平均寿命可在几万小时以上,抗干扰才能强,可靠性高,合适于长距离传输。其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。

旌旗灯号输出:
旌旗灯号输出有正弦波(电流或电压),方波(ttl、htl),集电极开路(pnp、npn),推拉式多种情势,此中ttl为长线差分驱动(对称a,a-;b,b-;z,z-),htl也称推拉式、推挽式输出,编码器的旌旗灯号接收设备接口应与编码器对应。 旌旗灯号连接—编码器的脉冲旌旗灯号正常连接计数器、plc、计算机,plc和计算机连接的模块有低速模块与高速模块之分,开关频率有低有高。 如单相联接,用于双方向计数,双方向测速。 a.b两相联接,用于正反向计数、判定正反向和测速。 a、b、z三相联接,用于带参考位修改的位置测量。 a、a-,b、b-,z、z-连接,由于带有对称负旌旗灯号的连接,电流对电缆贡献的电磁场为0,衰减最小,抗干扰最佳,可传输较远的间隔。 对ttl的带有对称负旌旗灯号输出的编码器,旌旗灯号传输间隔可达150米。 对htl的带有对称负旌旗灯号输出的编码器,旌旗灯号传输间隔可达300米。