『壹』 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。
『貳』 請問光電編碼器的工作原理
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,為判定旋轉方向,碼盤還可提供相位相差90o的兩路脈沖信號。
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、盡對式以及混合式三種。
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90o,從而可方便地判定出旋轉方向,而Z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,機械均勻壽命可在幾萬小時以上,抗干擾能力強,可靠性高,適合於長間隔傳輸。其缺點是無法輸出軸轉動的盡對位置信息。
2、盡對式編碼器
盡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位的盡對編碼器產品。
3、混合式盡對值編碼器
混合式盡對值編碼器,它輸出兩組信息:一組信息用於檢測磁極位置,帶有盡對信息功能;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,它將輸進給軸的角度量,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。
『叄』 光電編碼器和光電感測器有什麼區別電機轉速測量系統設計用光電編碼器還是光電感測器
應該採用光電編碼器,而感測器只是一個檢測物體的部件,只有特殊的場合(要求精度不高的場合)才會採用感測器來進行測速。
『肆』 光電編碼器用萬用表如何檢測
把編碼器接上電源,慢慢轉動編碼器輸入軸,用萬用表依次檢測各個輸出線是否有脈沖輸出。此方法可以簡單檢測編碼器。
『伍』 光電編碼器的典型產品
光電編碼器基礎 1.1 概述 光電編碼器是一種集光、機、電為一體的數字化檢測裝置,它具有解析度高、精度高、結構簡單、體積小、使用可靠、易於維護、性價比高等優點。近10幾年來,發展為一種成熟的多規格、高性能的系列工業化產品,在數控機床、機器人、雷達、光電經緯儀、地面指揮儀、高精度閉環調速系統、伺服系統等諸多領域中得到了廣泛的應用。光電編碼器可以定義為:一種通過光電轉換,將輸至軸上的機械、幾何位移量轉換成脈沖或數字量的感測器,它主要用於速度或位置(角度)的檢測。典型的光電編碼器由碼盤(Disk)、檢測光柵(Mask)、光電轉換電路(包括光源、光敏器件、信號轉換電路)、機械部件等組成。 一般來說,根據光電編碼器產生脈沖的方式不同,可以分為增量式、絕對式以及復合式三大類。按編碼器運動部件的運動方式來分,可以分為旋轉式和直線式兩種。由於直線式運動可以藉助機械連接轉變為旋轉式運動,反之亦然。因此,只有在那些結構形式和運動方式都有利於使用直線式光電編碼器的場合才予使用。旋轉式光電編碼器容易做成全封閉型式,易於實現小型化,感測長度較長,具有較長的環境適用能力,因而在實際工業生產中得到廣泛的應用,在本書中主要針對旋轉式光電編碼器,如不特別說明,所提到的光電編碼器則指旋轉式光電編碼器。 1.2 增量式光電編碼器 1.2.1 原理及其結構 增量式光電編碼器的特點是每產生一個輸出脈沖信號就對應於一個增量位移,但是不能通過輸出脈沖區別出在哪個位置上的增量。它能夠產生與位移增量等值的脈沖信號,其作用是提供一種對連續位移量離散化或增量化以及位移變化(速度)的感測方法,它是相對於某個基準點的相對位置增量,不能夠直接檢測出軸的絕對位置信息。一般來說,增量式光電編碼器輸出A、B兩相互差 電度角的脈沖信號(即所謂的兩組正交輸出信號),從而可方便地判斷出旋轉方向。同時還有用作參考零位的Z相標志(指示)脈沖信號,碼盤每旋轉一周,只發出一個標志信號。標志脈沖通常用來指示機械位置或對積累量清零。 增量式光電編碼器主要由光源、碼盤、檢測光柵、光電檢測器件和轉換電路組成,如圖1-1所示。碼盤上刻有節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。它們的節距和碼盤上的節距相等,並且兩組透光縫隙錯開1/4節距,使得光電檢測器件輸出的信號在相位上相差 電度角。當碼盤隨著被測轉軸轉動時,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 電度角的近似於正弦波的電信號,電信號經過轉換電路的信號處理,可以得到被測軸的轉角或速度信息。增量式光電編碼器輸出信號波形如圖1-2所示。 增量式光電編碼器的優點是:原理構造簡單、易於實現;機械平均壽命長,可達到幾萬小時以上;解析度高;抗干擾能力較強,信號傳輸距離較長,可靠性較高。其缺點是它無法直接讀出轉動軸的絕對位置信息。 1.2.2 基本技術規格 在增量式光電編碼器的使用過程中,對於其技術規格通常會提出不同的要求,其中最關鍵的就是它的解析度、精度、輸出信號的穩定性、響應頻率、信號輸出形式。 (1)解析度 光電編碼器的解析度是以編碼器軸轉動一周所產生的輸出信號基本周期數來表示的,即脈沖數/轉(PPR)。碼盤上的透光縫隙的數目就等於編碼器的解析度,碼盤上刻的縫隙越多,編碼器的解析度就越高。在工業電氣傳動中,根據不同的應用對象,可選擇解析度通常在500~6000PPR的增量式光電編碼器,最高可以達到幾萬PPR。交流伺服電機控制系統中通常選用解析度為2500PPR的編碼器。此外對光電轉換信號進行邏輯處理,可以得到2倍頻或4倍頻的脈沖信號,從而進一步提高解析度。 (2)精度 增量式光電編碼器的精度與解析度完全無關,這是兩個不同的概念。精度是一種度量在所選定的解析度范圍內,確定任一脈沖相對另一脈沖位置的能力。精度通常用角度、角分或角秒來表示。編碼器的精度與碼盤透光縫隙的加工質量、碼盤的機械旋轉情況的製造精度因素有關,也與安裝技術有關。 (3)輸出信號的穩定性 編碼器輸出信號的穩定性是指在實際運行條件下,保持規定精度的能力。影響編碼器輸出信號穩定性的主要因素是溫度對電子器件造成的漂移、外界加於編碼器的變形力以及光源特性的變化。由於受到溫度和電源變化的影響,編碼器的電子電路不能保持規定的輸出特性,在設計和使用中都要給予充分考慮。 (4)響應頻率 編碼器輸出的響應頻率取決於光電檢測器件、電子處理線路的響應速度。當編碼器高速旋轉時,如果其解析度很高,那麼編碼器輸出的信號頻率將會很高。如果光電檢測器件和電子線路元器件的工作速度與之不能相適應,就有可能使輸出波形嚴重畸變,甚至產生丟失脈沖的現象。這樣輸出信號就不能准確反映軸的位置信息。所以,每一種編碼器在其解析度一定的情況下,它的最高轉速也是一定的,即它的響應頻率是受限制的。編碼器的最大響應頻率、解析度和最高轉速之間的關系如公式(1-1)所示。 (1-1) 其中, 為最大響應頻率、 為最高轉速、N為解析度。 (5)信號輸出形式 在大多數情況下,直接從編碼器的光電檢測器件獲取的信號電平較低,波形也不規則,還不能適應於控制、信號處理和遠距離傳輸的要求。所以,在編碼器內還必須將此信號放大、整形。經過處理的輸出信號一般近似於正弦波或矩形波。由於矩形波輸出信號容易進行數字處理,所以這種輸出信號在定位控制中得到廣泛的應用。採用正弦波輸出信號時基本消除了定位停止時的振盪現象,並且容易通過電子內插方法,以較低的成本得到較高的解析度。 增量式光電編碼器的信號輸出形式有:集電極開路輸出(Open Collector)、電壓輸出(Voltage Output)、線驅動輸出(Line Driver)、互補型輸出(Complemental Output)和推挽式輸出(Totem Pole)。 集電極開路輸出 這種輸出方式通過使用編碼器輸出側的NPN晶體管,將晶體管的發射極引出端子連接至0V,斷開集電極與+Vcc的端子並把集電極作為輸出端。在編碼器供電電壓和信號接受裝置的電壓不一致的情況下,建議使用這種類型的輸出電路。輸出電路如圖1-3所示。主要應用領域有電梯、紡織機械、注油機、自動化設備、切割機械、印刷機械、包裝機械和針織機械等。 電壓輸出 這種輸出方式通過使用編碼器輸出側的NPN晶體管,將晶體管的發射極引出端子連接至0V,集電極端子與+Vcc和負載電阻相連,並作為輸出端。在編碼器供電電壓和信號接受裝置的電壓一致的情況下,建議使用這種類型的輸出電路。輸出電路如圖1-4所示。主要應用領域有電梯、紡織機械、注油機、自動化設備、切割機械、印刷機械、包裝機械和針織機械等。 線驅動輸出 這種輸出方式將線驅動專用IC晶元(26LS31)用於編碼器輸出電路,由於它具有高速響應和良好的抗雜訊性能,使得線驅動輸出適宜長距離傳輸。輸出電路如圖1-5所示。主要應用領域有伺服電機、機器人、數控加工機械等。 互補型輸出 這種輸出方式由上下兩個分別為PNP型和NPN型的三極體組成,當其中一個三極體導通時,另外一個三極體則關斷。這種輸出形式具有高輸入阻抗和低輸出阻抗,因此在低阻抗情況下它也可以提供大范圍的電源。由於輸入、輸出信號相位相同且頻率范圍寬,因此它適合長距離傳輸。輸出電路如圖1-6所示。主要應用於電梯領域或專用領域。 推挽式輸出 這種輸出方式由上下兩個NPN型的三極體組成,當其中一個三極體導通時,另外一個三極體則關斷。電流通過輸出側的兩個晶體管向兩個方向流入,並始終輸出電流。因此它阻抗低,而且不太受雜訊和變形波的影響。輸出電路如圖1-7所示。主要應用領域有電梯、紡織機械、注油機、自動化設備、切割機械、印刷機械、包裝機械和針織機械等。
『陸』 光電編碼器通過設置什麼可以消除旋轉一周的累積誤差
摘要 親,光電編碼器,可能是眾多編碼器型號中平時接觸比較多的一種,在目前的編碼器應用領域,這種編碼器在使用數量上比較多的。光電編碼器主要由光柵盤和光電檢測裝置組成,在其使用上通過光電轉換的模式,將編碼器上面的輸出軸變化的位移量轉換成脈沖信號。
『柒』 光電碼盤和光電編碼器是一個東西嗎
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,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。
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。(REP)精密機械製造 自動化工程及包裝 精密電子製造 等製造工程類使用居
『捌』 光電編碼器是什麼感測器
位移感測器,就是旋轉一周給出多少個脈沖來計算行程。也就是位移的長度距離控制。
『玖』 光電編碼器(光柵),只有一路輸出波形的那種,硬體圖怎麼設計
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,是目前應用最多的感測器。一般的光電編碼器主要由光柵盤和光電檢測裝置組成。在伺服系統中,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,其原理如圖所示。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°的2個通道的光碼輸出,根據雙通道光碼的狀態變化確定電機的轉向。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3種。