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技術(shù)文章

意大利ELTRA增量式編碼器的工作原理及分類

閱讀:934          發(fā)布時間:2019-8-12

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透光區(qū)段和遮光區(qū)段。
   增量式編碼器沒有固定的起始零點,輸出的是與轉(zhuǎn)角的增量成正比的脈沖,需要用計數(shù)器來計脈沖數(shù)。每轉(zhuǎn)過一個透光區(qū)時,就發(fā)出一個脈沖信號,計數(shù)器當(dāng)前值加1,計數(shù)結(jié)果對應(yīng)于轉(zhuǎn)角的增量。
   增量式編碼器的制造工藝簡單,價格便宜,有時也用來測量轉(zhuǎn)角。
   2.增量式編碼器的分類
   1)單通道增量式編碼器內(nèi)部只有一對光電耦合器,只能產(chǎn)生一個脈沖序列。
   2)AB相編碼器內(nèi)部有兩對光電耦合器,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可以很容易地識別出轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的方向。
   需要增加測量的精度時,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數(shù),分辨率可以提高4倍,但是被測信號的zui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光電耦合器外,在脈沖碼盤的另外一個通道有1個透光段,每轉(zhuǎn)1圈,輸出1個脈沖,該脈沖稱為Z相零位脈沖,用做系統(tǒng)清零信號,或坐標(biāo)的原點,以減少測量的積累誤差。

意大利ELTRA增量式編碼器的工作原理及分類

 2.編碼器的選型
   首先根據(jù)測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)計時應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)速測量或定位的度要求,和編碼器的轉(zhuǎn)速,來確定編碼器的線數(shù)。編碼器安裝在電動機(jī)軸上,或安裝在減速后的某個轉(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zui高頻率是否在PLC的高速計數(shù)器允許的范圍內(nèi)。
   3.編碼器與PLC高速計數(shù)器的配合問題
   以S7-200為例,使用單通道增量式編碼器時,可選高速計數(shù)器的單相加/減計數(shù)器模式(模式0~5),可細(xì)分為有/無外部方向輸入信號、有/無復(fù)位輸入和有/無啟動輸入信號。
   使用AB相編碼器時,高速計數(shù)器應(yīng)選A/B相正交計數(shù)器模式(模式9~11),可以實現(xiàn)在正轉(zhuǎn)時加計數(shù),反轉(zhuǎn)時減計數(shù)。
   4.怎樣判斷AB相編碼器是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)?
   S7-200的高速計數(shù)器用SM區(qū)中的當(dāng)前計數(shù)方向狀態(tài)位來指示編碼器的旋轉(zhuǎn)方向。如果編碼器輸出脈沖的周期大于PLC的掃描循環(huán)時間的兩倍,通過在B相脈沖的上升沿判斷A相脈沖信號的0、1狀態(tài),可以判斷編碼器旋轉(zhuǎn)的方向。

如有需求,詳見:意大利ELTRA增量式編碼器

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