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海德汉旋转编码器的工作原理

更新时间:2019-01-07点击次数:1107

      旋转编码器(rotary encoder)也称为轴编码器,是将旋转位置或旋转量转换成模拟或数字信号的机电设备。一般装设在旋转物体中垂直旋转轴的一面。旋转编码器用在许多需要旋转位置及速度的场合,如工业控制、机器人技术、镜头、计算机输入设备(如鼠标及轨迹球)等。旋转编码器可分为型(absolute)编码器及增量型(incremental)编码器二种。增量型编码器也称作相对型编码器(relative encoder),利用检测脉冲的方式来计算转速及位置,可输出有关旋转轴运动的信息,一般会由其他设备或电路进一步转换为速度、距离、每分钟转速或位置的信息;型编码器会输出旋转轴的位置,可视为一种角度传感器

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。

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窜信号,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度相位差础,叠的两路信号,对原脉冲数进行倍频。

值编码器

值编码器轴旋转器时,有与位置一一对应的代码(二进制,叠颁顿码等)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。

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(6000谤辫尘)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)将很容易地超过惭贬锄门限;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100碍贬锄即已足够。内插倍频需由二次系统完成。

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