旋转编码器.docx

一、旋转编码器的原理和特点: 旋转编码器是集光机电技术于一体的速度位移传感器。当旋转编码器轴带动光栅盘旋转时, 经发光元件发出的光被光栅盘狭缝切割成断续光线, 并被接收元件接收产生初始信号。该信号经后继电路处理后, 输出脉冲或代码信号。其特点是体积小, 重量轻, 品种多, 功能全, 频响高, 分辨能力高, 力矩小, 耗能低, 性能稳定, 可靠使用寿命长等特点。 1 、增量式编码器增量式编码器轴旋转时, 有相应的相位输出。其旋转方向的判别和脉冲数量的增减, 需借助后部的判向电路和计数器来实现。其计数起点可任意设定, 并可实现多圈的无限累加和测量。还可以把每转发出一个脉冲的 Z 信号, 作为参考机械零位。当脉冲已固定, 而需要提高分辨率时, 可利用带 90 度相位差 A,B 的两路信号, 对原脉冲数进行倍频。 2 、绝对值编码器绝对值编码器轴旋转器时,有与位置一一对应的代码(二进制, BCD 码等) 输出, 从代码大小的变更即可判别正反方向和位移所处的位置, 而无需判向电路。它有一个绝对零位代码, 当停电或关机后再开机重新测量时, 仍可准确地读出停电或关机位置地代码, 并准确地找到零位代码。一般情况下绝对值编码器的测量范围为 0~ 360 度, 但特殊型号也可实现多圈测量。 3 、正弦波编码器正弦波编码器也属于增量式编码器, 主要的区别在于输出信号是正弦波模拟量信号, 而不是数字量信号。它的出现主要是为了满足电气领域的需要-用作电动机的反馈检测元件。在与其它系统相比的基础上,人们需要提高动态特性时可以采用这种编码器。为了保证良好的电机控制性能, 编码器的反馈信号必须能够提供大量的脉冲, 尤其是在转速很低的时候, 采用传统的增量式编码器产生大量的脉冲, 从许多方面来看都有问题, 当电机高速旋转( 6000rpm ) 时, 传输和处理数字信号是困难的。在这种情况下, 处理给伺服电机的信号所需带宽( 例如编码器每转脉冲为 10000 ) 将很容易地超过 MHz 门限; 而另一方面采用模拟信号大大减少了上述麻烦, 并有能力模拟编码器的大量脉冲。这要感谢正弦和余弦信号的内插法, 它为旋转角度提供了计算方法。这种方法可以获得基本正弦的高倍增加, 例如可从每转 1024 个正弦波编码器中,获得每转超过 1000 , 000 个脉冲。接受此信号所需的带宽只要稍许大于 100KHz 即已足够。内插倍频需由二次系统完成。二、输出信号 1 、信号序列一般编码器输出信号除 A、B 两相(A、B 两通道的信号序列相位差为 90 度)外,每转一圈还输出一个零位脉冲 Z 。。当主轴以顺时针方向旋转时, 按下图输出脉冲,A 通道信号位于 B 通道之前;当主轴逆时针旋转时, A 通道信号则位于 B 通道之后。从而由此判断主轴是正转还是反转。正弦输出编码器输出的差分信号如下图所示: 2 、零位信号编码器每旋转一周发一个脉冲,称之为零位脉冲或标识脉冲,零位脉冲用于决定零位置或标识位置。要准确测量零位脉冲, 不论旋转方向, 零位脉冲均被作为两个通道的高位组合输出。由于通道之间的相位差的存在,零位脉冲仅为脉冲长度的一半。 3 、预警信号有的编码器还有报警信号输出, 可以对电源故障, 发光二极管故障进行报警,以便用户及时更换编码器。三、输出电路 1、 NPN 电压输出和 NPN 集电极开路输出线路