增量型編碼器工作原理
編碼器(encoder)是將信號(如比特流)或數據進(jìn)行編制、轉換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設備。編碼器把角位移或直線(xiàn)位移轉換成電信號,前者稱(chēng)為碼盤(pán),后者稱(chēng)為碼尺。按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種;按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對式兩類(lèi)。增量式編碼器是將位移轉換成周期性的電信號,再把這個(gè)電信號轉變成計數脈沖,用脈沖的個(gè)數表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個(gè)位置對應一個(gè)確定的數字碼,因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關(guān),而與測量的中間過(guò)程無(wú)關(guān)。
增量型編碼器工作原理:
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(xiàn),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(gè)正弦波相差90度相位差(相對于一個(gè)周波為360度),將C、D信號反向,疊加在A(yíng)、B兩相上,可增強穩定信號;另每轉輸出一個(gè)Z相脈沖以代表零位參考位。由于A(yíng)、B兩相相差90度,可通過(guò)比較A相在前還是B相在前,以判別編碼器的正轉與反轉,通過(guò)零位脈沖,可獲得編碼器的零位參考位。
編碼器碼盤(pán)的材料有玻璃、金屬、塑料,玻璃碼盤(pán)是在玻璃上沉積很薄的刻線(xiàn),其熱穩定性好,精度高,金屬碼盤(pán)直接以通和不通刻線(xiàn),不易碎,但由于金屬有一定的厚度,精度就有限制,其熱穩定性就要比玻璃的差一個(gè)數量級,塑料碼盤(pán)是經(jīng)濟型的,其成本低,但精度、熱穩定性、壽命均要差一些。
分辨率—編碼器以每旋轉360度提供多少的通或暗刻線(xiàn)稱(chēng)為分辨率,也稱(chēng)解析分度、或直接稱(chēng)多少線(xiàn),一般在每轉分度5~10000線(xiàn)。
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(kāi)路(PNP、NPN),推拉式多種形式,其中TTL為長(cháng)線(xiàn)差分驅動(dòng),HTL也稱(chēng)推拉式、推挽式輸出,編碼器的信號接收設備接口應與編碼器對應。
信號連接—編碼器的脈沖信號一般連接計數器、PLC、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(kāi)關(guān)頻率有低有高。如單相聯(lián)接,用于單方向計數,單方向測速。A.B兩相聯(lián)接,用于正反向計數、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(chēng)負信號的連接,電流對于電纜貢獻的電磁場(chǎng)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(chēng)負信號輸出的編碼器,信號傳輸距離可達150米。對于HTL的帶有對稱(chēng)負信號輸出的編碼器,信號傳輸距離可達300米。