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光電編碼器組成_光電編碼器作用

姚小熊27 ? 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)整理 ? 作者:佚名 ? 2019-11-06 14:43 ? 次閱讀
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光電編碼器組成

編碼器是一種重要的輔助裝置 , 在實(shí)際使用的過(guò)程中能夠依靠自己獨(dú)有的內(nèi)部機(jī)構(gòu)以及原理幫助設(shè)備計(jì)算相應(yīng)的需求數(shù)據(jù),進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,什么是光電編碼器呢?簡(jiǎn)單的說(shuō)就是設(shè)備內(nèi)部的輸出軸的機(jī)械幾何位置轉(zhuǎn)換為特殊的數(shù)字量以及脈沖信號(hào),簡(jiǎn)單的說(shuō)就是通過(guò)內(nèi)部的信號(hào)計(jì)算完成實(shí)際測(cè)量需求。

和一般的設(shè)備不同的是,光電編碼器內(nèi)部沒(méi)有采用模塊化設(shè)計(jì),而是進(jìn)行了特殊的機(jī)械轉(zhuǎn)換,設(shè)備內(nèi)部主要由光柵盤(pán)以及相應(yīng)的檢測(cè)裝置組成,各自在組成上都會(huì)有自己的特點(diǎn),在工藝的開(kāi)孔上設(shè)備設(shè)計(jì)方案中采用的均勻布局,通過(guò)若千個(gè)長(zhǎng)方形完成信號(hào)的測(cè)試和銜接,檢測(cè)裝置內(nèi)部有特殊的信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。

光電編碼器作用

光電編碼器是一種通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將輸出軸的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換為脈沖或數(shù)字量的傳感器。

光電編碼器主要有增量式編碼器、絕對(duì)式編碼器、混合式絕對(duì)值編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、正余弦編碼器等,其中增量式編碼器、絕對(duì)式編碼器、混合式絕對(duì)值編碼器屬于數(shù)字量編碼器,旋轉(zhuǎn)變壓器、正余弦伺服電機(jī)編碼器屬于模擬量編碼器.

一、增量式編碼器

增量式編碼器可以將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號(hào),再把這個(gè)電信號(hào)轉(zhuǎn)變成計(jì)數(shù)脈沖,通過(guò)計(jì)數(shù)設(shè)備來(lái)知道其位置.增量式光電編碼器的特點(diǎn)是每產(chǎn)生一個(gè)輸出脈沖信號(hào)就對(duì)應(yīng)于一個(gè)增量位移,但是不能通過(guò)輸出脈沖區(qū)別出在哪個(gè)位置上的增量。它能夠產(chǎn)生與位移增量等值的脈沖信號(hào),其作用是提供一種對(duì)連續(xù)位移量離散化或增量化以及位移變化(速度)的傳感方法,它是相對(duì)于某個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的相對(duì)位置增量,不能夠直接檢測(cè)出軸的絕對(duì)位置信息。一般來(lái)說(shuō),增量式光電編碼器輸出a、b 兩相互差90°電度角的脈沖信號(hào)(即所謂的兩組正交輸出信號(hào)),從而可方便地判斷出旋轉(zhuǎn)方向。同時(shí)還有用作參考零位的z 相標(biāo)志(指示)脈沖信號(hào),碼盤(pán)每旋轉(zhuǎn)一周,只發(fā)出一個(gè)標(biāo)志信號(hào)。標(biāo)志脈沖通常用來(lái)指示機(jī)械位置或?qū)Ψe累量清零。

二、絕對(duì)式編碼器

絕對(duì)式編碼器每一個(gè)位置對(duì)應(yīng)一個(gè)確定的數(shù)字碼,因此它的示值只與測(cè)量的起始和終止位置有關(guān),而與測(cè)量的中間過(guò)程無(wú)關(guān)。其位置是由輸出代碼的讀數(shù)確定的。當(dāng)斷開(kāi)時(shí),絕對(duì)型編碼器并不與實(shí)際的位置分離。重新上電時(shí),位置讀數(shù)仍是當(dāng)前的。絕對(duì)編碼器能夠直接進(jìn)行數(shù)字量大的輸出,在碼盤(pán)上會(huì)有若干的碼道,碼道數(shù)就是二進(jìn)制位數(shù)。在每條碼道上都會(huì)由透光與不透光的扇形區(qū)域組成,通過(guò)采用光電傳感器對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集。在碼盤(pán)兩側(cè)分別設(shè)置有光源和光敏元件,這樣光敏元件則能夠根據(jù)是否接受到光信號(hào)進(jìn)行電平的轉(zhuǎn)換,輸出二進(jìn)制數(shù)。并且在不同位置輸出不同的數(shù)字碼。從而可以檢測(cè)絕對(duì)位置。但是分辨率是由二進(jìn)制的位數(shù)來(lái)決定的,也就是說(shuō)精度取決于位數(shù)。優(yōu)點(diǎn):可以直接讀出角度坐標(biāo)的絕對(duì)值,沒(méi)有累積誤差,電源切除后位置信息不會(huì)丟失。編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。

三、混合式絕對(duì)值編碼器

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;另一組則完全同增量式編碼器的輸出信息。

四、旋轉(zhuǎn)變壓器

旋轉(zhuǎn)變壓器簡(jiǎn)稱旋變,是一種可變耦合原理工作的交流控制電機(jī)。它的副方(次級(jí))輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角呈確定的函數(shù)關(guān)系。由經(jīng)過(guò)特殊電磁設(shè)計(jì)的高性能硅鋼疊片和漆包線構(gòu)成的,相比于采用光電技術(shù)的編碼器而言,具有耐熱,耐振。耐沖擊,耐油污,甚至耐腐蝕等惡劣工作環(huán)境的適應(yīng)能力。

五、正余弦伺服電機(jī)編碼器

正余弦伺服電機(jī)編碼器由一個(gè)中心有軸的光電碼盤(pán),其上有環(huán)形通、暗的刻線,有光電發(fā)射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號(hào)組合成,正余弦伺服電機(jī)編碼器可以不采用高頻率的通訊即可讓伺服驅(qū)動(dòng)器獲得高精度的細(xì)分,這樣降低了硬件要求,同時(shí)由于有單圈角度信號(hào),可以讓伺服電機(jī)啟動(dòng)平穩(wěn),啟動(dòng)力矩大。

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