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倍加福編碼器分析增量式編碼器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理
增量式編碼器主要由光源、碼盤、檢測光柵、光電檢測器件和轉(zhuǎn)換電路組成,如圖所示:
碼盤上刻有節(jié)距相等的輻射狀透光縫隙,相鄰兩個透光縫隙之間代表一個增量周期;檢測光柵上刻有A、B兩組與碼盤相對應(yīng)的透光縫隙,用以通過或阻擋光源和光電檢測器件之間的光線。
它們的節(jié)距和碼盤上的節(jié)距相等,并且兩組透光縫隙錯開1/4節(jié)距,使得光電檢測器件輸出的信號在相位上相差90°電度角。當(dāng)碼盤隨著被測轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時,檢測光柵不動,光線透過碼盤和檢測光柵上的透過縫隙照射到光電檢測器件上,光電檢測器件就輸出兩組相位相差90°電度角的近似于正弦波的電信號。
增量式編碼器利用光電轉(zhuǎn)換原理將電信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路的信號處理后,輸出三組方波脈沖A、B和Z相。A、B兩組脈沖相位差90?,從而可方便地判斷出旋轉(zhuǎn)方向。編碼器軸轉(zhuǎn)一圈會輸出固定的脈沖,脈沖數(shù)由編碼器光柵的線數(shù)決定。需要提高分辯率時,可利用90度相位差的A、B兩路信號進(jìn)行倍頻或更換高分辯率編碼器。
Z相為每轉(zhuǎn)一個脈沖,用于基準(zhǔn)點定位。它的優(yōu)點是原理構(gòu)造簡單,機械平均壽命可在幾萬小時以上,抗干擾能力強,可靠性高,適合于長距離傳輸。其缺點是無法輸出軸轉(zhuǎn)動的位置信息。
A、B兩點對應(yīng)兩個光敏接受管,A、B兩點間距為S2,角度碼盤的光柵間距分別為S0和S1。通過輸出波形圖可知每個運動周期的時序。
我們把當(dāng)前的A、B輸出值保存起來,與下一個A、B輸出值做比較,就可以輕易的得出角度碼盤的運動方向。如果光柵格S0等于S1時,也就是S0和S1弧度夾角相同,且S2等于S0的1/2,那么可得到此次角度碼盤運動位移角度為S0弧度夾角的1/2,除以所消耗的時間,就得到此次角度碼盤運動位移角速度。
S0等于S1時,且S2等于S0的1/2時,1/4個運動周期就可以得到運動方向位和位移角度,如果S0不等于S1,S2不等于S0的1/2,那么要1個運動周期才可以得到運動方向位和位移角度了。我們常用的鼠標(biāo)也是這個原理。
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