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電機(jī)中的定位大師--編碼器


  來源: ZLG致遠(yuǎn)電子 時(shí)間:2016-06-21 作者:致遠(yuǎn)電子
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它們存著最大的區(qū)別:在增量編碼器的情況下,位置是從零位標(biāo)記開始計(jì)算的脈沖數(shù)量確定的,而絕對(duì)型編碼器的位置是由輸出代碼的讀數(shù)確定的。在一圈里,每個(gè)位置的輸出代碼的讀數(shù)是唯一的,因此當(dāng)電源斷開時(shí),絕對(duì)型編碼器并不與實(shí)際的位置分離。如果電源再次接通,那么位置讀數(shù)仍是當(dāng)前的、有效的,不像增量編碼器那樣,必須去尋找零位標(biāo)記。

三、編碼器工作原理

由一個(gè)中心有軸的光電碼盤,其上有環(huán)形通、暗的刻線,有光電發(fā)射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號(hào)組合成A、B、C、D,每個(gè)正弦波相差90度相位差(相對(duì)于一個(gè)周波為360度),將C、D信號(hào)反向,疊加在A、B兩相上,可增強(qiáng)穩(wěn)定信號(hào);另每轉(zhuǎn)輸出一個(gè)Z相脈沖以代表零位參考位。

圖3 編碼器結(jié)構(gòu)

由于A、B兩相相差90度,可通過比較A相在前還是B相在前,以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn),通過零位脈沖,可獲得編碼器的零位參考位。編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料,玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線,其熱穩(wěn)定性好,精度高,金屬碼盤直接以通和不通刻線,不易碎,但由于金屬有一定的厚度,精度就有限制,其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個(gè)數(shù)量級(jí),塑料碼盤是經(jīng)濟(jì)型的,其成本低,但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。

分辨率—編碼器以每旋轉(zhuǎn)360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率,也稱解析分度、或直接稱多少線,一般在每轉(zhuǎn)分度5~10000線。

圖4 編碼器

四、位置測(cè)量及反饋控制原理

在電梯、機(jī)床、材料加工、電動(dòng)機(jī)反饋系統(tǒng)以及測(cè)量和控制設(shè)備中,編碼器占領(lǐng)著極其重要的地位。編碼器運(yùn)用光柵和紅外光源通過接收器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成TTL(HTL)的電信號(hào),通過對(duì)TTL電平頻率和高電平個(gè)數(shù)的分析,直觀地反映出電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)位置。

由于角度和位置都可以精確的測(cè)量,所以可以將編碼器和變頻器組成閉環(huán)控制系統(tǒng),將控制更加精確化,這也是為什么電梯、機(jī)床等能這么精確使用的原因所在。

五、總結(jié)

綜上所述,我們了解到編碼器按結(jié)構(gòu)劃分為增量式和絕對(duì)式兩種,他們也都是將其他信號(hào),比如光信號(hào),轉(zhuǎn)換成可以分析控制的電信號(hào)。而我們生活中常見的電梯、機(jī)床都剛好是基于電機(jī)的精確調(diào)節(jié),通過電信號(hào)的反饋閉環(huán)控制,編碼器配合變頻器也就理所當(dāng)然的實(shí)現(xiàn)了精確控制。


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