《智能装备及检测技术》+PPT文件 数字编码器 (1).ppt

传感器与测试技术数字编码器李昕颖第五章数字编码器知识目标能力目标1.掌握绝对编码器与增量编码器的结构。2.掌握各种编码器的工作原理3.了解编码器的应用1.会分析并解决工作中出现的问题。2.能自主学习关于编码器方面的新知识、新技术，并在工作中应用。一、学习目标一、编码器的分类二、绝对式编码器三、增量式编码器四、应用目录5.3数字编码器按结构形式直线型：测量线位移旋转型：测量角位移按工作原理码盘式（绝对编码器）脉冲式（增量编码器）一、编码器的分类绝对式编码器一、绝对式编码器分类 接触式 光电式 电磁式绝对式编码器1、接触式编码器结构：码盘与电刷组成；码盘与被测的旋转轴相连，沿码盘的径向安装几个电刷，每个电刷分别与码盘上的对应码道直接接触。角度电刷位置二进制码对应十进制数0a00000αb000112αc001023αd001034αe010045αf010156αg011067αh011178αi100089αj1001910αk10101011αl10111112αm11001213αn11011314αo11101415αp111115绝对式编码器二进制码盘绝对式编码器改进的格雷码码盘 格雷码相邻两个数之间只有一位变化二、内光电效应十进制数二进制数（C）循环码（R）十进制数二进制数（C）循环码（R）000000000810001100100010001910011101200100011101010111130011001011101111104010001101210101010501010111131011101160110010114111010017011101001511111000图5-18循环码盘表5-2十进制数、直接二进制码和循环码对照表二进制与格雷码的转换用R表示格雷码，用C表示二进制码二进制码转换成格雷码规则： 将二进制码与其本身右移一位后并舍去末位的数码做不进位加法，得到的就是格雷码 格雷码转换成二进制绝对式编码器2、光电式编码器结构：安装在旋转轴上的编码圆盘（码盘），窄缝以及安装在圆盘两边的光源与光敏元件。3.电磁式编码器电磁式编码器是在圆盘上按一定的编码图形，做成磁化（磁导率高）区和非磁化区（磁导率低），采用小型磁环或微型马蹄形磁芯作磁头，磁头或磁环紧靠码盘，但又不与它接触，每个磁头上绕两组绕组，原边绕组用恒幅恒频的正弦信号激磁，副边绕组用作输出信号，由于副边绕组上的感应电动势与整个磁路的磁导有关，因此可以区分状态“1”和“0”。几个磁头同时输出，就形成了数码。脉冲盘式编码器（增量编码器）的输出是一系列脉冲，需要一个计数系统对脉冲进行加减(正向或反向旋转时)累计计数，一般还需要一个基准数据即零位基准，才能完成角位移测量。2脉冲盘式编码器脉冲盘式编码器是在圆盘上开有内、外两圈相等角矩的缝隙，内、外圈的相邻两缝隙之间的距离错开半条缝宽。在内外圈之外的某一径向位置，也开有一缝隙，表示码盘的零位，码盘每转一圈，零位对应的光敏元件就产生一个脉冲，称为“零位脉冲”。光栏板上有两个狭缝，其距离是码盘上两个相邻狭缝距离的四分之一倍，并设置了两组对应的光敏元件，对应图中的A、B两个信号（四分之一间距差保证了两路信号的相位差为900，便于辨向），C信号代表零位脉冲。当码盘随被测工作轴转动时，每转过一个缝隙就发生一次光线明暗的变化，通过光敏元件产生一次电信号的变化，所以每圈码道上的缝隙数将等于其光敏元件每一转输出的脉冲数。利用计数器记录脉冲数，就能反映码盘转过的角度。工作原理光电式编码器的应用-测转速频率法：在给定时间内，使门电路选通，编码器输出脉冲允许进入计数器计数。然后由下式求出其转速：例：设某编码器的额定工作参数是N＝2048脉冲/转，在0.2S时间内测得8192个脉冲，求其转速。解：根据上式有：光电式编码器的应用-测转速周期法：通过计数编码器一个脉冲间隔内（半个脉冲周期）标准时钟脉冲个数来计算其转速，因此，要求时钟脉冲的频率必须高于编码器脉冲的频率例：设某编码器的额定工作参数为N＝1024脉冲/转，标准时钟脉冲周期T＝10