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意大利ELTRA增量式編碼器的工作原理及分類

更新時(shí)間:2019-07-19      點(diǎn)擊次數(shù):719

意大利ELTRA增量式編碼器的工作原理及分類

 1.工作原理 

    旋轉(zhuǎn)編碼器是一種采用光電等方法將軸的機(jī)械轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出的精密傳感器,分為增量式旋轉(zhuǎn)編碼器和式旋轉(zhuǎn)編碼器。

    光電增量式編碼器的工作原理如下:隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)的脈沖碼盤上有均勻刻制的光柵,在碼盤上均勻地分布著若干個(gè)透光區(qū)段和遮光區(qū)段。

    增量式編碼器沒(méi)有固定的起始零點(diǎn),輸出的是與轉(zhuǎn)角的增量成正比的脈沖,需要用計(jì)數(shù)器來(lái)計(jì)脈沖數(shù)。每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)透光區(qū)時(shí),就發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào),計(jì)數(shù)器當(dāng)前值加1,計(jì)數(shù)結(jié)果對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)角的增量。

增量式編碼器的制造工藝簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜,有時(shí)也用來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)角。

2.增量式編碼器的分類

(1)單通道增量式編碼器內(nèi)部只有一對(duì)光電耦合器,只能產(chǎn)生一個(gè)脈沖序列。

(2)AB相編碼器內(nèi)部有兩對(duì)光電耦合器,輸出相位差為90°的兩組脈沖序列。正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時(shí)兩路脈沖的超前、滯后關(guān)系剛好相反。由下圖可知,在B相脈沖的上升沿,正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時(shí)A相脈沖的電平高低剛好相反,因此使用AB相編碼器,PLC可以很容易地識(shí)別出轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的方向。

    需要增加測(cè)量的精度時(shí),可以采用4倍頻方式,即分別在A、B相波形的上升沿和下降沿計(jì)數(shù),分辨率可以提高4倍,但是被測(cè)信號(hào)的高頻率相應(yīng)降低。

(3)三通道增量式編碼器內(nèi)部除了有雙通道增量式編碼器的兩對(duì)光電耦合器外,在脈沖碼盤的另外一個(gè)通道有1個(gè)透光段,每轉(zhuǎn)1圈,輸出1個(gè)脈沖,該脈沖稱為Z相零位脈沖,用做系統(tǒng)清零信號(hào),或坐標(biāo)的原點(diǎn),以減少測(cè)量的積累誤差。

意大利ELTRA增量式編碼器的工作原理及分類

1.編碼器的選型

    首先根據(jù)測(cè)量要求選擇編碼器的類型,增量式編碼器每轉(zhuǎn)發(fā)出的脈沖數(shù)等于它的光柵的線數(shù)。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)速測(cè)量或定位的度要求,和編碼器的轉(zhuǎn)速,來(lái)確定編碼器的線數(shù)。編碼器安裝在電動(dòng)機(jī)軸上,或安裝在減速后的某個(gè)轉(zhuǎn)軸上,編碼器的轉(zhuǎn)速有很大的區(qū)別。還應(yīng)考慮它發(fā)出的脈沖的高頻率是否在PLC的高速計(jì)數(shù)器允許的范圍內(nèi)。

2.編碼器與PLC高速計(jì)數(shù)器的配合問(wèn)題

    以S7-200為例,使用單通道增量式編碼器時(shí),可選高速計(jì)數(shù)器的單相加/減計(jì)數(shù)器模式(模式0~5),可細(xì)分為有/無(wú)外部方向輸入信號(hào)、有/無(wú)復(fù)位輸入和有/無(wú)啟動(dòng)輸入信號(hào)。

    使用AB相編碼器時(shí),高速計(jì)數(shù)器應(yīng)選A/B相正交計(jì)數(shù)器模式(模式9~11),可以實(shí)現(xiàn)在正轉(zhuǎn)時(shí)加計(jì)數(shù),反轉(zhuǎn)時(shí)減計(jì)數(shù)。

3.怎樣判斷AB相編碼器是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)?

    S7-200的高速計(jì)數(shù)器用SM區(qū)中的當(dāng)前計(jì)數(shù)方向狀態(tài)位來(lái)指示編碼器的旋轉(zhuǎn)方向。如果編碼器輸出脈沖的周期大于PLC的掃描循環(huán)時(shí)間的兩倍,通過(guò)在B相脈沖的上升沿判斷A相脈沖信號(hào)的0、1狀態(tài),可以判斷編碼器旋轉(zhuǎn)的方向。

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