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增量式編碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號,再把這個電信號轉(zhuǎn)變成計數(shù)脈沖,用脈沖的個數(shù)表示位移的大小。

編碼器是把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號的一種裝置。前者稱為碼盤,后者稱碼尺.按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種.接觸式采用電刷輸出,一電刷接觸導(dǎo)電區(qū)或絕緣區(qū)來表示代碼的狀態(tài)是"1"還是"0";非接觸式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件,采用光敏元件時以透光區(qū)和不透光區(qū)來表示代碼的狀態(tài)是"1"還是"0"。

按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對式兩類。

增量式編碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號,再把這個電信號轉(zhuǎn)變成計數(shù)脈沖,用脈沖的個數(shù)表示位移的大小。

絕對式編碼器的每一個位置對應(yīng)一個確定的數(shù)字碼,因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關(guān),而與測量的中間過程無關(guān)。

旋轉(zhuǎn)增量式編碼器以轉(zhuǎn)動時輸出脈沖,通過計數(shù)設(shè)備來知道其位置,當編碼器不動或停電時,依靠計數(shù)設(shè)備的內(nèi)部記憶來記住位置。這樣,當停電后,編碼器不能有任何的移動,當來電工作時,編碼器輸出脈沖過程中,也不能有干擾而丟失脈沖,不然,計數(shù)設(shè)備記憶的零點就會偏移,而且這種偏移的量是無從知道的,只有錯誤的生產(chǎn)結(jié)果出現(xiàn)后才能知道。

解決的方法是增加參考點,編碼器每經(jīng)過參考點,將參考位置修正進計數(shù)設(shè)備的記憶位置。在參考點以前,是不能保證位置的準確性的。為此,在工控中就有每次操作先找參考點,開機找零等方法。

比如,打印機掃描儀的定位就是用的增量式編碼器原理,每次開機,我們都能聽到噼哩啪啦的一陣響,它在找參考零點,然后才工作。

增量式編碼器轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時,有相應(yīng)的脈沖輸出,其旋轉(zhuǎn)方向的判別和脈沖數(shù)量的增減借助后部的判向電路和計數(shù)器來實現(xiàn)。其計數(shù)起點任意設(shè)定,可實現(xiàn)多圈無限累加和測量。還可以把每轉(zhuǎn)發(fā)出一個脈沖的Z信號,作為參考機械零位。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。需要提高分辨率時,可利用 90 度相位差的 A、B兩路信號對原脈沖數(shù)進行倍頻,或者更換高分辨率編碼器。

增量式角度數(shù)字編碼器的工作原理:

(圖片文字依次為:光源、碼盤、光敏元件、放大整形、脈沖輸出)

在一個碼盤的邊緣上開有相等角度的縫隙(分為透明和不透明部分)，在開縫碼盤兩邊分別安裝光源及光敏元件。當碼盤隨工作軸一起轉(zhuǎn)動時，每轉(zhuǎn)過一個縫隙就產(chǎn)生一次光線的明暗變化，再經(jīng)整形放大，可以得到一定幅值和功率的電脈沖輸出信號，脈沖數(shù)就等于轉(zhuǎn)過的縫隙數(shù)。將該脈沖信號送到計數(shù)器中去進行計數(shù)，從測得的數(shù)碼數(shù)就能知道碼盤轉(zhuǎn)過的角度。

為了判斷旋轉(zhuǎn)方向 ，可以采用兩套光電轉(zhuǎn)換裝置。令它們在空間的相對位置有一定的關(guān)系，從而保證它們產(chǎn)生的信號在 相位上相差1/4周期。