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准确丈量电机方位 编码器是怎么做到的?

生活中经常使用的电梯是如何精确的把人们送到指定楼层的?机床又是如何做到精确切割物料的?伺服电机又是如何保证旋转位置精度的?这一切都要归功于一种神器——编码器,可是编码器又是什么?他又是如何精确的测

  日子中常常运用的电梯是怎么准确的把人们送到指定楼层的?机床又是怎么做到准确切开物料的?伺服电机又是怎么确保旋转方位精度的?这一切都要归功于一种神器——编码器,但是编码器又是什么?他又是怎么准确的丈量电机方位的呢?今日就来聊一聊编码器

  一、什么是编码器

  编码器是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号方式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号,前者称为码盘,后者称为码尺。他是工业中常用的电机定位设备,能够准确的测验电机的角位移和旋转方位。

    

  图 1 编码器

  二、编码器分类

  依照作业原理编码器可分为增量式和肯定式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号,再把这个电信号转变成计数脉冲,用脉冲的个数表明位移的巨细。肯定式编码器的每一个方位对应一个确认的数字码,因而它的示值只与丈量的开端和停止方位有关,而与丈量的中心进程无关。

  增量式

  增量式编码器一般有3个输出口,分别为A相、B相、Z相输出,A相与B相之间彼此推迟1/4周期的脉冲输出,依据推迟联系能够差异正回转,并且经过取A相、B相的上升和下降沿能够进行2或4倍频;Z相为单圈脉冲,即每圈宣布一个脉冲。

  增量丈量法的光栅由周期性栅条组成。方位信息经过核算自某点开端的增量数(丈量步距数)取得。因为有必要用肯定参阅点确认方位值,因而圆光栅码盘还有一个参阅点轨。

  肯定式

  肯定式编码器便是对应一圈,每个基准的视点宣布一个仅有与该视点对应二进制的数值,经过外部记圈器材能够进行多个方位的记载和丈量。

  编码器通电时就可当即得到方位值并随时供后续信号处理电子电路读取。无需移动轴履行参阅点回零操作。肯定方位信息来自圆光栅码盘,它由一系列肯定码组成。独自的增量刻轨信号经过细分生成方位值,一起也能生成供选用的增量信号。

  单圈编码器的肯定方位值信息每转一圈重复一次。多圈编码器也能差异每圈的方位值。

  图 2 肯定式旋转编码器的圆盘光栅

  它们存着最大的差异:在增量编码器的情况下,方位是从零位符号开端核算的脉冲数量确认的,而肯定型编码器的方位是由输出代码的读数确认的。在一圈里,每个方位的输出代码的读数是仅有的,因而当电源断开时,肯定型编码器并不与实践的方位别离。假如电源再次接通,那么方位读数仍是当时的、有用的,不像增量编码器那样,有必要去寻觅零位符号。

  三、编码器作业原理

  由一个中心有轴的光电码盘,其上有环形通、暗的刻线,有光电发射和接纳器材读取,取得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差(相对于一个周波为360度),将C、D信号反向,叠加在A、B两相上,可增强安稳信号;另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参阅位。

  因为A、B两相相差90度,可经过比较A相在前仍是B相在前,以判别编码器的正转与回转,经过零位脉冲,可取得编码器的零位参阅位。编码器码盘的资料有玻璃、金属、塑料,玻璃码盘是在玻璃上堆积很薄的刻线,其热安稳性好,精度高,金属码盘直接以通和不通刻线,不易碎,但因为金属有必定的厚度,精度就有约束,其热安稳性就要比玻璃的差一个数量级,塑料码盘是经济型的,其成本低,但精度、热安稳性、寿数均要差一些。

  分辨率—编码器以每旋转360度供给多少的通或暗刻线称为分辨率,也称解析分度、或直接称多少线,一般在每转分度5~10000线。

    

  图 3 编码器

  四、方位丈量及反应操控原理

  在电梯、机床、资料加工、电动机反应系统以及丈量和操控设备中,编码器占领着极其重要的方位。编码器运用光栅和红外光源经过接纳器将光信号转换成TTL(HTL)的电信号,经过对TTL电平频率和高电平个数的剖析,直观地反映出电机的旋转视点和旋转方位。

  因为视点和方位都能够准确的丈量,所以能够将编码器和变频器组成闭环操控系统,将操控愈加准确化,这也是为什么电梯、机床等能这么准确运用的原因地点。

  综上所述,咱们了解到编码器按结构划分为增量式和肯定式两种,他们也都是将其他信号,比方光信号,转换成能够剖析操控的电信号。而咱们日子中常见的电梯、机床都刚好是根据电机的准确调理,经过电信号的反应闭环操控,编码器合作变频器也就天经地义的完成了准确操控。

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