在現(xiàn)場的工業(yè)控制中,經(jīng)常要使用到編碼器。什么是庫伯勒編碼器?它又是如何工作的呢?今天這篇文章我們就來聊聊編碼器的工作原理并詳細(xì)討論下增量型編碼器。
庫伯勒編碼器是一種能把距離(直線位移)和角度(角位移)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并輸出的傳感器。庫伯勒編碼器通常用于工業(yè)的運(yùn)動(dòng)控制中,用于測量并反饋被測物體的位置和狀態(tài)，如機(jī)床、機(jī)器人、電機(jī)反饋系統(tǒng)以及測量和控制設(shè)備等。
根據(jù)工作原理的不同,編碼器可分為光電編碼器( optical encoder )、磁性編碼器( magnetic encoder )、電感式編碼器( inductive encoder )和電容式編碼(capacitive encoder )等等,使用多的是光電編碼器。光電編碼器( optical encoder )的組成包括:連接軸( Shaft) ,碼盤( Code disk) , 光源( Light Source)。輸出電路( Output circuit )及外殼和連接法蘭等,如下圖:
連接軸與碼盤相連,并與被測物體相連,隨著被測物體(如電機(jī))的轉(zhuǎn)動(dòng),碼盤也跟著轉(zhuǎn)動(dòng),通過碼盤的光會(huì)發(fā)生明暗相間的變化,接收端的光敏元件會(huì)檢測到這種變化,并轉(zhuǎn)化成電信號(hào)進(jìn)行輸出。根據(jù)碼盤結(jié)構(gòu)的不同,編碼器又可以分為增量型編碼器和編碼器,這篇文章我們主要討論增量型編碼器。
連接軸與碼盤相連,并與被測物體相連,隨著被測物體(如電機(jī))的轉(zhuǎn)動(dòng),碼盤也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，通過碼盤的光會(huì)發(fā)生明暗相間的變化,接收端的光敏元件會(huì)檢測到這種變化,并轉(zhuǎn)化成電信號(hào)進(jìn)行輸出。
根據(jù)碼盤結(jié)構(gòu)的不同,庫伯勒編碼器又可以分為增量型編碼器和編碼器,這篇文章我們主要討論增量型編碼器。增量型編碼器,英文名稱"Incremental encoder”, 它的碼盤被分成大小相等的明暗相間的光柵,隨著碼盤的轉(zhuǎn)動(dòng),接收端會(huì)檢測到光的0和1的變化,并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)脈沖向外輸出。通過對脈沖的計(jì)數(shù),就能確定位移的大小.
區(qū)分正反轉(zhuǎn)及檢測零點(diǎn),實(shí)際使用的碼盤比上圖要復(fù)雜些,通常包括三個(gè)部分: A相, B相和Z相, A相與B相相差1/4周期(相位差90度) , 可以用來區(qū)分正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn); Z相為單圈脈沖，碼盤轉(zhuǎn)-圈產(chǎn)生-次,可以用作編碼器的參考零位,如下圖:
由于采用脈沖計(jì)數(shù)的方式,庫伯勒增量型編碼器在測量前必須先尋找參考零位,因此它的測量結(jié)果是相對的。另外增量型編碼器的數(shù)據(jù)斷電后會(huì)丟失。為了克服增星型編碼器的缺點(diǎn),編碼器便應(yīng)運(yùn)而生了, 我們將在下一篇文章介紹編碼器的相關(guān)知識(shí)。
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