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旋轉編碼器是一種旋轉式的角位移檢測裝置

發布時間:2021-03-09 19:03:13

❶ 萬能的網路:旋轉光電編碼器的工作原理如何說明

不知道啊光電編碼器,是一種通過光電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈沖或數字量的感測器。這是目前應用最多的感測器,光電編碼器是由光柵盤和光電檢測裝置組成。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。由於光電碼盤與電動機同軸,電動機旋轉時,光柵盤與電動機同速旋轉,經發光二極體等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號,其原理示意圖如圖1所示;通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數就能反映當前電動機的轉速。此外,為判斷旋轉方向,碼盤還可提供相位相差90旱牧鉸仿齔逍藕擰

根據檢測原理,編碼器可分為光學式、磁式、感應式和電容式。根據其刻度方法及信號輸出形式,可分為增量式、絕對式以及混合式三種。

1.1增量式編碼器
增量式編碼器是直接利用光電轉換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相;A、B兩組脈沖相位差90海佣煞獎愕嘏卸銑魴較潁?相為每轉一個脈沖,用於基準點定位。它的優點是原理構造簡單,機械平均壽命可在幾萬小時以上,抗干擾能力強,可靠性高,適合於長距離傳輸。其缺點是無法輸出軸轉動的絕對位置信息。

1.2絕對式編碼器
絕對編碼器是直接輸出數字量的感測器,在它的圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼道,每條道上由透光和不透光的扇形區相間組成,相鄰碼道的扇區數目是雙倍關系,碼盤上的碼道數就是它的二進制數碼的位數,在碼盤的一側是光源,另一側對應每一碼道有一光敏元件;當碼盤處於不同位置時,各光敏元件根據受光照與否轉換出相應的電平信號,形成二進制數。這種編碼器的特點是不要計數器,在轉軸的任意位置都可讀出一個固定的與位置相對應的數字碼。顯然,碼道越多,解析度就越高,對於一個具有 N位二進制解析度的編碼器,其碼盤必須有N條碼道。目前國內已有16位的絕對編碼器產品。

絕對式編碼器是利用自然二進制或循環二進制(葛萊碼)方式進行光電轉換的。絕對式編碼器與增量式編碼器不同之處在於圓盤上透光、不透光的線條圖形,絕對編碼器可有若干編碼,根據讀出碼盤上的編碼,檢測絕對位置。編碼的設計可採用二進制碼、循環碼、二進制補碼等。它的特點是:
1.2.1可以直接讀出角度坐標的絕對值;
1.2.2沒有累積誤差;
1.2.3電源切除後位置信息不會丟失。但是解析度是由二進制的位數來決定的,也就是說精度取決於位數,目前有10位、14位等多種。

1.3混合式絕對值編碼器
混合式絕對值編碼器,它輸出兩組信息:一組信息用於檢測磁極位置,帶有絕對信息功能;另一組則完全同增量式編碼器的輸出信息。

光電編碼器是一種角度(角速度)檢測裝置,它將輸入給軸的角度量,利用光電轉換原理轉換成相應的電脈沖或數字量,具有體積小,精度高,工作可靠,介面數字化等優點。它廣泛應用於數控機床、回轉台、伺服傳動、機器人、雷達、軍事目標測定等需要檢測角度的裝置和設備中。

2. 光電編碼器的應用電路
2.1 EPC-755A光電編碼器的應用
EPC-755A光電編碼器具備良好的使用性能,在角度測量、位移測量時抗干擾能力很強,並具有穩定可靠的輸出脈沖信號,且該脈沖信號經計數後可得到被測量的數字信號。因此,我們在研製汽車駕駛模擬器時,對方向盤旋轉角度的測量選用EPC-755A光電編碼器作為感測器,其輸出電路選用集電極開路型,輸出解析度選用360個脈沖/圈,考慮到汽車方向盤轉動是雙向的,既可順時針旋轉,也可逆時針旋轉,需要對編碼器的輸出信號鑒相後才能計數。圖2給出了光電編碼器實際使用的鑒相與雙向計數電路,鑒相電路用1個D觸發器和2個與非門組成,計數電路用3片74LS193組成。

當光電編碼器順時針旋轉時,通道A輸出波形超前通道B輸出波形90°,D觸發器輸出Q(波形W1)為高電平,Q(波形W2)為低電平,上面與非門打開,計數脈沖通過(波形W3),送至雙向計數器74LS193的加脈沖輸入端CU,進行加法計數;此時,下面與非門關閉,其輸出為高電平(波形W4)。當光電編碼器逆時針旋轉時,通道A輸出波形比通道B輸出波形延遲90°,D觸發器輸出Q(波形W1)為低電平,Q(波形W2)為高電平,上面與非門關閉,其輸出為高電平(波形W3);此時,下面與非門打開,計數脈沖通過(波形W4),送至雙向計數器74LS193的減脈沖輸入端CD,進行減法計數。

汽車方向盤順時針和逆時針旋轉時,其最大旋轉角度均為兩圈半,選用解析度為360個脈沖/圈的編碼器,其最大輸出脈沖數為900個;實際使用的計數電路用3片74LS193組成,在系統上電初始化時,先對其進行復位(CLR信號),再將其初值設為800H,即2048(LD信號);如此,當方向盤順時針旋轉時,計數電路的輸出范圍為2048~2948,當方向盤逆時針旋轉時,計數電路的輸出范圍為2048~1148;計數電路的數據輸出D0~D11送至數據處理電路。

實際使用時,方向盤頻繁地進行順時針和逆時針轉動,由於存在量化誤差,工作較長一段時間後,方向盤回中時計數電路輸出可能不是2048,而是有幾個字的偏差;為解決這一問題,我們增加了一個方向盤回中檢測電路,系統工作後,數據處理電路在模擬器處於非操作狀態時,系統檢測回中檢測電路,若方向盤處於回中狀態,而計數電路的數據輸出不是2048,可對計數電路進行復位,並重新設置初值。

2.2 光電編碼器在重力測量儀中的應用
採用旋轉式光電編碼器,把它的轉軸與重力測量儀中補償旋鈕軸相連。重力測量儀中補償旋鈕的角位移量轉化為某種電信號量;旋轉式光電編碼器分兩種,絕對編碼器和增量編碼器。

增量編碼器是以脈沖形式輸出的感測器,其碼盤比絕對編碼器碼盤要簡單得多且解析度更高。一般只需要三條碼道,這里的碼道實際上已不具有絕對編碼器碼道的意義,而是產生計數脈沖。它的碼盤的外道和中間道有數目相同均勻分布的透光和不透光的扇形區(光柵),但是兩道扇區相互錯開半個區。當碼盤轉動時,它的輸出信號是相位差為90°的A相和B相脈沖信號以及只有一條透光狹縫的第三碼道所產生的脈沖信號(它作為碼盤的基準位置,給計數系統提供一個初始的零位信號)。從A,B兩個輸出信號的相位關系(超前或滯後)可判斷旋轉的方向。由圖3(a)可見,當碼盤正轉時,A道脈沖波形比B道超前π/2,而反轉時,A道脈沖比B道滯後π/2。圖3(b)是一實際電路,用A道整形波的下沿觸發單穩態產生的正脈沖與B道整形波相『與』,當碼盤正轉時只有正向口脈沖輸出,反之,只有逆向口脈沖輸出。因此,增量編碼器是根據輸出脈沖源和脈沖計數來確定碼盤的轉動方向和相對角位移量。通常,若編碼器有N個(碼道)輸出信號,其相位差為π/ N,可計數脈沖為2N倍光柵數,現在N=2。圖3電路的缺點是有時會產生誤記脈沖造成誤差,這種情況出現在當某一道信號處於『高』或『低』電平狀態,而另一道信號正處於『高』和 『低』之間的往返變化狀態,此時碼盤雖然未產生位移,但是會產生單方向的輸出脈沖。例如,碼盤發生抖動或手動對准位置時

❷ 旋轉式編碼器器干什麼用

編碼器是把角位移或直線位移轉換成電信號的一種裝置。前者成為碼盤,後者稱碼尺.按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種.接觸式採用電刷輸出,一電刷接觸導電區或絕緣區來表示代碼的狀態是「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,採用光敏元件時以透光區和不透光區來表示代碼的狀態是「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換成周期性的電信號,再把這個電信號轉變成計數脈沖,用脈沖的個數表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個位置對應一個確定的數字碼,因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關,而與測量的中間過程無關。
再細說就越講越多了,希望能幫到你

❸ 什麼是旋轉編碼器旋轉編碼器的工作原理是什麼

旋轉編碼器是用來測量轉速的裝置,光電式旋轉編碼器通過光電轉換,可將輸出軸的角位移、角速度等機械量轉換成相應的電脈沖以數字量輸出(REP)。它分為單路輸出和雙路輸出兩種。技術參數主要有每轉脈沖數(幾十個到幾千個都有),和供電電壓等。單路輸出是指旋轉編碼器的輸出是一組脈沖,而雙路輸出的旋轉編碼器輸出兩組A/B相位差90度的脈沖,通過這兩組脈沖不僅可以測量轉速,還可以判斷旋轉的方向。

❹ 誰知道旋轉編碼器的原理和說明啊

光電編碼器(旋轉編碼器),是一種通過光電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈沖或數字量的感測器。這是目前應用最多的感測器,光電編碼器是由光柵盤和光電檢測裝置組成。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。由於光電碼盤與電動機同軸,電動機旋轉時,光柵盤與電動機同速旋轉,經發光二極體等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號。通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數就能反映當前電動機的轉速。此外,為判斷旋轉方向,碼盤還可提供相位相差90º的兩路脈沖信號。
主要類型有增量式、絕對式以及混合式三種。
關於它們的具體工作原理,不再贅述,若再有問題,不妨加我好友229052950,希望對你有所幫助。

❺ 旋轉式編碼器用以測量轉軸的角位移,360P/R的增量式編碼器分辨力為

360P/R的意思就是360 Pulse/Round,即編碼器每轉一轉發出360個脈沖。

❻ 數據採集卡如何採集旋轉編碼器的角位移信號

角位移編碼器實際上已經將角度信息進行了二值化,採用的編碼方式可能是格雷碼(具體由編碼器決定),每一路信號就是其中的一位,其值就是高低電平(代表0,1),你使用的NI採集卡信號我不清楚,但通常是採集每一路信號的時間變化信息,如果需要採集角位移編碼器,需要對每多路信號進行同步,如果NI採集卡是多路採集卡,本身就有同步,如果涉及多卡同步,基本都具有此功能,只有採集的各路信號是同步的,才能根據設定的門限值,決定各路信號是0,還是1,從而得到一組編碼,對應當前是時刻的角位移信息。

❼ 旋轉編碼器有什麼作用

碼器是以數字化信息將角度、長度的信息以編碼的方式輸出的感測器,其具有高精度,大量程測量,反應快,數字化輸出特點;體積小,重量輕,機構緊湊,安裝方便,維護簡單,工作可靠。
編碼器以測量功能來分,有角位移,線位移及轉速感測器;以測量方式來分,有直線型編碼器,角度編碼器,旋轉編碼器;以信號原理來分,有增量型編碼器,絕對型編碼器;以轉軸類型來分,有軸型和軸套型(軸套型又有半空型、全空型、大軸徑型);以外形特徵和安裝法蘭來分,有同步法蘭,夾緊法蘭,緊湊型。
增量型旋轉編碼器
增量型編碼器的核心部件為中心有軸的光電碼盤,其上有環形通、暗的刻線。增量型編碼器是直接利用光電轉換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相;A、B兩組脈沖相位差90º,從而可方便地判斷出旋轉方向,而Z相為每轉一個脈沖,用於基準點定位。
增量型編碼器的輸出信號有正弦波,方波(TTL對稱差分驅動、HTL推挽式),集電極開路(PNP、NPN),推拉式等多種形式。
增量型編碼器的優點是原理構造簡單,機械平均壽命可在幾萬小時以上,可靠性高。
增量型編碼器的缺點是存在零點累計誤差,抗干擾較差,接收設備的停機需斷電記憶,開機應找零或參考位,無法輸出軸轉動的絕對位置信息等問題。這些問題如選用絕對型編碼器可以解決。
絕對型旋轉編碼器
絕對型旋轉編碼器光碼盤上有許多圈光通道刻線,每圈刻線依次為2線、4線、8線、16線……。這樣,在編碼器的每一個位置,通過讀取每道刻線的通、暗,獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的唯一的2進制編碼(或格雷碼),這就稱為n位絕對型編碼器。編碼器由光電碼盤的機械位置決定,它不受停電、干擾的影響。由於絕對值編碼器的每個位置是唯一的,無需記憶,無需找參考點,而且不用連續計數,什麼時候需要知道位置,什麼時候就去讀取它的位置。這樣,編碼器的抗干擾特性、數據的可靠性大大提高了。
絕對值編碼器的信號輸出:絕對值編碼器信號輸出有並行輸出、串列輸出、匯流排型輸出、變送一體型輸出等。單圈低位數的編碼器一般用並行信號輸出,而高位數的和多圈的編碼器輸出信號一般不用並行信號(並行信號連接線多,易錯碼易損壞),一般為串列或匯流排型輸出。其中串列最常用的是高速同步串列信號(SSI);匯流排型最常用的是ProfiBus-DP型,其他的還有CANopen、Modbus等;智能變送一體型輸出有模擬量(4~20mA)輸出與RS485數字輸出,其中模擬量(4~20mA)輸出使用比較方便,但精度有所犧牲。

❽ 光電編碼器問題,UVW SIN COS 編碼器屬於哪一種編碼器,原理是什麼

sin cos 不就是正餘弦嗎?給你些資料僅供參考:
.光電編碼器原理
光電編碼器,是一種通過光電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈沖或數字量的感測器。這是目前應用最多的感測器,光電編碼器是由光柵盤和光電檢測裝置組成。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。由於光電碼盤與電動機同軸,電動機旋轉時,光柵盤與電動機同速旋轉,經發光二極體等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號,其原理示意圖如圖1所示;通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數就能反映當前電動機的轉速。此外,為判斷旋轉方向,碼盤還可提供相位相差90旱牧鉸仿齔逍藕擰
根據檢測原理,編碼器可分為光學式、磁式、感應式和電容式。根據其刻度方法及信號輸出形式,可分為增量式、絕對式以及混合式三種。
1.1增量式編碼器
增量式編碼器是直接利用光電轉換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相;A、B兩組脈沖相位差90海佣煞獎愕嘏卸銑魴較潁?相為每轉一個脈沖,用於基準點定位。它的優點是原理構造簡單,機械平均壽命可在幾萬小時以上,抗干擾能力強,可靠性高,適合於長距離傳輸。其缺點是無法輸出軸轉動的絕對位置信息。
1.2絕對式編碼器
絕對編碼器是直接輸出數字量的感測器,在它的圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼道,每條道上由透光和不透光的扇形區相間組成,相鄰碼道的扇區數目是雙倍關系,碼盤上的碼道數就是它的二進制數碼的位數,在碼盤的一側是光源,另一側對應每一碼道有一光敏元件;當碼盤處於不同位置時,各光敏元件根據受光照與否轉換出相應的電平信號,形成二進制數。這種編碼器的特點是不要計數器,在轉軸的任意位置都可讀出一個固定的與位置相對應的數字碼。顯然,碼道越多,解析度就越高,對於一個具有 N位二進制解析度的編碼器,其碼盤必須有N條碼道。目前國內已有16位的絕對編碼器產品。
絕對式編碼器是利用自然二進制或循環二進制(葛萊碼)方式進行光電轉換的。絕對式編碼器與增量式編碼器不同之處在於圓盤上透光、不透光的線條圖形,絕對編碼器可有若干編碼,根據讀出碼盤上的編碼,檢測絕對位置。編碼的設計可採用二進制碼、循環碼、二進制補碼等。它的特點是:
1.2.1可以直接讀出角度坐標的絕對值;
1.2.2沒有累積誤差;
1.2.3電源切除後位置信息不會丟失。但是解析度是由二進制的位數來決定的,也就是說精度取決於位數,目前有10位、14位等多種。
1.3混合式絕對值編碼器
混合式絕對值編碼器,它輸出兩組信息:一組信息用於檢測磁極位置,帶有絕對信息功能;另一組則完全同增量式編碼器的輸出信息。
光電編碼器是一種角度(角速度)檢測裝置,它將輸入給軸的角度量,利用光電轉換原理轉換成相應的電脈沖或數字量,具有體積小,精度高,工作可靠,介面數字化等優點。它廣泛應用於數控機床、回轉台、伺服傳動、機器人、雷達、軍事目標測定等需要檢測角度的裝置和設備中。
2. 光電編碼器的應用電路
2.1 EPC-755A光電編碼器的應用
EPC-755A光電編碼器具備良好的使用性能,在角度測量、位移測量時抗干擾能力很強,並具有穩定可靠的輸出脈沖信號,且該脈沖信號經計數後可得到被測量的數字信號。因此,我們在研製汽車駕駛模擬器時,對方向盤旋轉角度的測量選用EPC-755A光電編碼器作為感測器,其輸出電路選用集電極開路型,輸出解析度選用360個脈沖/圈,考慮到汽車方向盤轉動是雙向的,既可順時針旋轉,也可逆時針旋轉,需要對編碼器的輸出信號鑒相後才能計數。圖2給出了光電編碼器實際使用的鑒相與雙向計數電路,鑒相電路用1個D觸發器和2個與非門組成,計數電路用3片74LS193組成。
當光電編碼器順時針旋轉時,通道A輸出波形超前通道B輸出波形90°,D觸發器輸出Q(波形W1)為高電平,Q(波形W2)為低電平,上面與非門打開,計數脈沖通過(波形W3),送至雙向計數器74LS193的加脈沖輸入端CU,進行加法計數;此時,下面與非門關閉,其輸出為高電平(波形W4)。當光電編碼器逆時針旋轉時,通道A輸出波形比通道B輸出波形延遲90°,D觸發器輸出Q(波形W1)為低電平,Q(波形W2)為高電平,上面與非門關閉,其輸出為高電平(波形W3);此時,下面與非門打開,計數脈沖通過(波形W4),送至雙向計數器74LS193的減脈沖輸入端CD,進行減法計數。
汽車方向盤順時針和逆時針旋轉時,其最大旋轉角度均為兩圈半,選用解析度為360個脈沖/圈的編碼器,其最大輸出脈沖數為900個;實際使用的計數電路用3片74LS193組成,在系統上電初始化時,先對其進行復位(CLR信號),再將其初值設為800H,即2048(LD信號);如此,當方向盤順時針旋轉時,計數電路的輸出范圍為2048~2948,當方向盤逆時針旋轉時,計數電路的輸出范圍為2048~1148;計數電路的數據輸出D0~D11送至數據處理電路。
實際使用時,方向盤頻繁地進行順時針和逆時針轉動,由於存在量化誤差,工作較長一段時間後,方向盤回中時計數電路輸出可能不是2048,而是有幾個字的偏差;為解決這一問題,我們增加了一個方向盤回中檢測電路,系統工作後,數據處理電路在模擬器處於非操作狀態時,系統檢測回中檢測電路,若方向盤處於回中狀態,而計數電路的數據輸出不是2048,可對計數電路進行復位,並重新設置初值。
2.2 光電編碼器在重力測量儀中的應用
採用旋轉式光電編碼器,把它的轉軸與重力測量儀中補償旋鈕軸相連。重力測量儀中補償旋鈕的角位移量轉化為某種電信號量;旋轉式光電編碼器分兩種,絕對編碼器和增量編碼器。

增量編碼器是以脈沖形式輸出的感測器,其碼盤比絕對編碼器碼盤要簡單得多且解析度更高。一般只需要三條碼道,這里的碼道實際上已不具有絕對編碼器碼道的意義,而是產生計數脈沖。它的碼盤的外道和中間道有數目相同均勻分布的透光和不透光的扇形區(光柵),但是兩道扇區相互錯開半個區。當碼盤轉動時,它的輸出信號是相位差為90°的A相和B相脈沖信號以及只有一條透光狹縫的第三碼道所產生的脈沖信號(它作為碼盤的基準位置,給計數系統提供一個初始的零位信號)。從A,B兩個輸出信號的相位關系(超前或滯後)可判斷旋轉的方向。由圖3(a)可見,當碼盤正轉時,A道脈沖波形比B道超前π/2,而反轉時,A道脈沖比B道滯後π/2。圖3(b)是一實際電路,用A道整形波的下沿觸發單穩態產生的正脈沖與B道整形波相『與』,當碼盤正轉時只有正向口脈沖輸出,反之,只有逆向口脈沖輸出。因此,增量編碼器是根據輸出脈沖源和脈沖計數來確定碼盤的轉動方向和相對角位移量。通常,若編碼器有N個(碼道)輸出信號,其相位差為π/ N,可計數脈沖為2N倍光柵數,現在N=2。圖3電路的缺點是有時會產生誤記脈沖造成誤差,這種情況出現在當某一道信號處於『高』或『低』電平狀態,而另一道信號正處於『高』和 『低』之間的往返變化狀態,此時碼盤雖然未產生位移,但是會產生單方向的輸出脈沖。

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