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增量型旋轉(zhuǎn)編碼器工作原理和信號輸出

1、工作原理:

由一個中心有軸的光電碼盤,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組合成a、b、c、d,每個正弦波相差90度相位差(相對于一個周波為360度),將c、d信號反向,疊加在a、b兩相上,可增強穩(wěn)定信號;另每轉(zhuǎn)輸出一個z相脈沖以代表零位參考位。

由于a、b兩相相差90度,可通過比較a相在前還是b相在前,以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn),通過零位脈沖,可獲得編碼器的零位參考位。

編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料,玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線,其熱穩(wěn)定性好,精度高,金屬碼盤直接以通和不通刻線,不易碎,但由于金屬有一定的厚度,精度就有限制,其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個數(shù)量級,塑料碼盤是經(jīng)濟型的,其成本低,但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。

分辨率—編碼器以每旋轉(zhuǎn)360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率,也稱解析分度、或直接稱多少線,一般在每轉(zhuǎn)分度5~10000線。

2、信號輸出:

信號輸出有正弦波(電流或電壓),方波(ttl、htl),集電極開路(pnp、npn),推拉式多種形式,其中ttl為長線差分驅(qū)動(對稱a,a-;b,b-;z,z-),htl也稱推拉式、推挽式輸出,編碼器的信號接收設(shè)備接口應(yīng)與編碼器對應(yīng)。

信號連接—編碼器的脈沖信號一般連接計數(shù)器、、計算機,plc和計算機連接的模塊有低速模塊與高速模塊之分,開關(guān)頻率有低有高。

如單相聯(lián)接,用于單方向計數(shù),單方向測速。

a.b兩相聯(lián)接,用于正反向計數(shù)、判斷正反向和測速。

a、b、z三相聯(lián)接,用于帶參考位修正的位置測量。

a、a-,b、b-,z、z-連接,由于帶有對稱負(fù)信號的連接,電流對于電纜貢獻的電磁場為0,衰減最小,抗干擾最佳,可傳輸較遠的距離。

對于ttl的帶有對稱負(fù)信號輸出的編碼器,信號傳輸距離可達150米。

對于htl的帶有對稱負(fù)信號輸出的編碼器,信號傳輸距離可達300米。

3、增量式編碼器的問題:

增量型編碼器存在零點累計誤差,抗干擾較差,接收設(shè)備的停機需斷電記憶,開機應(yīng)找零或參考位等問題,這些問題如選用絕對型編碼器可以解決。

增量型編碼器的一般應(yīng)用:

測速,測轉(zhuǎn)動方向,測移動角度、距離(相對)。

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