编码器测速
增量式编码器测速原理
增量式编码器测速原理
增量式编码器测速原理是基于旋转的物体在一定时间内旋转的角度与时间的关系进行测速的一种方法。
增量式编码器是一种能够将物体旋转运动转化为电信号输出的装置。
增量式编码器由光电光栅和相应的信号处理电路组成。
光电光栅是由透明条和不透明条交替组成的,当物体旋转时,光栅会被遮挡或透射,产生光电信号。
这些光电信号经过信号处理电路处理,得到与物体旋转角度相关的电信号。
增量式编码器测速的基本原理是通过记录物体旋转的时间和角度来计算物体的线速度。
首先,通过检测信号处理电路中的脉冲数量来确定物体旋转的角度,这里每个脉冲对应一个透明条或不透明条的通过。
然后,根据测得的旋转角度和已知的时间间隔,计算出物体旋转的角速度。
最后,通过将角速度乘以物体的半径,可以得到物体的线速度。
增量式编码器的测速原理基于旋转角度与时间的关系,可以精确地测量物体的线速度。
它在工业自动化控制、机器人等领域广泛应用。
由于其测速精度高、测量范围大、抗干扰能力强等优点,成为一种重要的测速装置。
编码器测速的标准写法
编码器测速的标准写法全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:编码器是一种用于测量物体运动速度的设备,可以通过测量物体上的编码器产生的脉冲数来计算物体的速度。
编码器测速是自动化控制系统中常见的一项技术,广泛应用于各种行业和领域。
编码器测速的标准写法包括以下几个步骤:第一步,选择合适的编码器。
在进行编码器测速之前,首先需要选择适合的编码器。
根据测量的需求和要求,选择能够满足相关技术指标和性能要求的编码器。
常见的编码器类型有光栅编码器、绝对值编码器和增量式编码器等。
第二步,安装编码器。
在测速过程中,编码器的位置和安装方式对测速结果有很大影响。
在安装编码器时,需要保证编码器与被测物体之间的机械连接牢固可靠,避免因机械松动或偏移导致测速误差。
第三步,连接编码器。
将编码器与测速设备进行连接,通常通过编码器的输出信号线接入计数器或编码器解码器等设备。
要确保连接可靠和正确,避免因信号线接错或连接不良导致数据采集错误。
第四步,设置测速参数。
在进行编码器测速之前,需要对测速设备进行参数设置。
根据实际需求,调整测速设备的计数分辨率、采样频率和滤波参数等,以确保测速结果的准确性和稳定性。
第五步,进行校准和调试。
在进行实际测速之前,需要对编码器进行校准和调试。
通过旋转物体,观察编码器输出的脉冲信号变化,调整接收设备的参数,使得测速结果与实际速度一致。
第六步,进行实际测速。
在完成以上步骤之后,即可进行实际的编码器测速。
通过监测编码器输出的脉冲信号,计算物体的速度,并输出测速结果。
根据实际需求,可以选择连续测速或单次测速模式,以满足不同的应用场景。
编码器测速是一项重要的技术,在自动化控制系统和工程领域有着广泛的应用。
通过合理选择编码器、正确安装和连接、设置参数、校准调试以及实际测速等一系列步骤,可以实现准确可靠的物体测速,为相关应用提供重要的技术支持。
希望以上内容对您有所帮助,谢谢!第二篇示例:编码器是一种常用于测速的设备,通过检测旋转轴的角度变化,可以准确地计算出物体的旋转速度。
旋转编码器测速原理
旋转编码器测速原理
旋转编码器测速原理的描述如下:
在旋转编码器中,测速原理是基于编码器的输出信号进行计数和分析。
编码器通常由光学传感器和旋转盘组成。
光学传感器通过检测旋转盘上的刻线或孔洞,将旋转的物理运动转换为电信号。
编码器输出的电信号通常是脉冲信号,脉冲数量与旋转盘旋转的角度成正比。
因此,通过计算单位时间内的脉冲数量,可以确定旋转盘的转速。
转速与物体的线速度成正比,因此可以将旋转盘的转速转换为物体的线速度。
为了准确测量转速,需要对输出信号进行频率计数或周期计数。
通过计算两个相邻脉冲之间的时间差,可以得到一个旋转周期,从而计算转速。
频率计数是指计算脉冲的数量在单位时间内的频率,周期计数是指计算两个相邻脉冲之间的时间。
旋转编码器的测速原理还可以通过检测信号的频率变化来计算加速度。
当物体加速或减速时,编码器输出信号的频率会相应地变化。
通过分析这种频率变化,可以确定物体的加速度。
总结来说,旋转编码器测速的原理是通过对编码器输出信号进行计数和分析,得到旋转盘的转速和物体的线速度。
此外,通过检测信号的频率变化还可以计算物体的加速度。
编码器测速原理
编码器测速原理编码器是一种用于测量旋转速度和位置的设备,它可以将机械运动转换为电信号,从而实现对运动状态的监测和控制。
编码器测速原理是指通过编码器获取到的信号来计算出物体的速度,从而实现对物体运动状态的监测和控制。
在工业自动化控制系统中,编码器被广泛应用于各种设备和机械的运动控制中,如机床、机器人、电机等。
编码器的测速原理主要是基于编码器的工作原理和信号输出来实现的。
编码器通常由光电传感器和编码盘组成,当物体运动时,编码盘上的光栅或编码孔会随着物体的运动而产生变化,光电传感器会检测这些变化,并将其转换成电信号输出。
根据这些电信号,我们可以计算出物体的速度。
编码器的测速原理可以分为两种类型,增量式编码器和绝对式编码器。
增量式编码器通过检测编码盘上的脉冲数来计算物体的速度,它的原理是根据脉冲信号的频率和方向来确定物体的运动状态。
而绝对式编码器则可以直接输出物体的位置信息,它的原理是通过编码盘上的编码规律来确定物体的位置,从而实现对物体位置和速度的测量。
在实际应用中,编码器的测速原理可以通过信号处理和计算来实现对物体速度的准确测量。
通过对编码器输出信号的采集和处理,我们可以得到物体的运动状态,从而实现对物体的精确控制和监测。
同时,编码器的测速原理还可以应用于各种工业领域,如自动化生产线、机器人控制、电机调速等方面。
总的来说,编码器的测速原理是基于编码器的工作原理和信号输出来实现的,通过对编码器输出信号的采集和处理,我们可以实现对物体速度的准确测量,从而实现对物体运动状态的监测和控制。
在工业自动化控制系统中,编码器的测速原理具有重要的应用价值,可以帮助我们实现对各种设备和机械的精确控制和监测。
带编码器电机测速原理
带编码器电机测速原理
编码器电机测速原理是指通过使用编码器,对电机的转动进行测量和计算,从
而得到电机的转速信息。
编码器是一种可将机械运动转换为电信号的装置,通常包括光电转换器和编码规则。
在带编码器的电机中,编码器将电机转子的位置和角度信息转换为电信号。
通
过测量这些电信号的变化,我们可以计算出电机的转速。
通常,编码器会产生两个输出信号:A相和B相。
电机转子上的索引信号也是编码器的一部分,它用于精确测量电机的角度。
索
引信号通常在电机转子经过一个特定位置时触发,可以通过检测索引信号的变化来确定电机转子的转角。
测速原理的基本思路是根据编码器输出信号的变化量来计算电机的转速。
例如,我们可以根据相邻两个采样点的时间间隔和位置变化来计算转速。
通常情况下,采用微分算法对这些数据进行处理,从而得到更加准确的转速信息。
编码器电机测速原理的精度和稳定性受到多种因素的影响,例如编码器的分辨率、电机的负载以及采样和计算的算法。
在实际应用中,我们需要根据具体需求选择合适的编码器和算法,以获得满足要求的测速结果。
总之,带编码器的电机测速原理是通过使用编码器将电机的转动信息转换为电
信号,然后通过对这些信号的处理和计算来得到电机的转速信息。
这种测速原理在各个领域的自动化系统中广泛应用,为实现精准控制和监测提供了重要的技术基础。
编码器测速原理
编码器测速原理编码器是一种用于測量物体位置、速度和方向的机械设备,在许多工业控制和自动化系统中广泛使用。
它通常由一个旋转部分和一个静止部分组成,旋转部分通过一系列脉冲信号将位置、方向和速度信息传输给控制系统。
编码器测速是其中一种常见的应用场景,通常用于掌握旋转部分的转速,从而实时控制机器的运行状态。
编码器测速的主要原理是通过检测编码器输出脉冲来计算旋转部分的速度。
编码器脉冲通信包括两个主要方面:脉冲频率和脉冲计数。
脉冲频率指的是编码器输出的脉冲数目,而单位时间内脉冲数目的变化就是编码器测量的速度。
脉冲计数指的是计算单位时间内脉冲数目,也就是用于计算速度的基础数据。
在使用编码器测速时,需要确定脉冲计数和单位时间的时间间隔,通常采用微秒或者毫秒为单位。
编码器测速可分为两种主要类型:增量式和绝对式。
增量式编码器是最常用的编码器类型之一,其原理是通过对每一次旋转的增量量进行计量,解码出速度和方向信息。
增量式编码器最大的特点是精度高,使用方便,但由于它基于计数和检测,因此需要进行定期检验并进行校准。
绝对式编码器则具有更高的准确度和精度,因为它可以确定在给定时间内旋转部分的位置,而不仅仅是速度和方向。
绝对式编码器通常包含多个单独的轨道(Track),每一个轨道上有一个独特的编码器序列,可以解析出每一个轨道的位置信息,从而确定旋转部分的位置。
除了基本的增量式和绝对式编码器外,还有一些高级编码器类型,例如线性编码器和旋转/线性编码器。
线性编码器可以用于测量直线移动的物体的位置和速度,其原理与旋转编码器类似。
旋转/线性编码器是一种可以用于同时测量转速和直线运动的编码器类型,其原理是将一个旋转式编码器放置在平移运动的轨道上,从而可以同时检测旋转和移动,并提供位置、速度和方向信息。
在使用编码器测速时,需要注意一些常见问题。
编码器信号的稳定性需要得到保证,可以采用较高的输出频率以提高测量精度。
编码器轴运动的摩擦、惯性和不明确的运动模式都可能对测量结果产生影响。
磁编码器测速范围
磁编码器测速范围
摘要:
1.磁编码器测速范围简介
2.磁编码器测速范围的影响因素
3.提高磁编码器测速范围的方法
4.磁编码器在我国的应用现状及前景
正文:
磁编码器测速范围是指磁编码器能够测量并输出的速度范围。
作为一种广泛应用于工业自动化领域的传感器,磁编码器能够通过测量磁场变化来计算物体的运动速度,具有高精度、高稳定性等优点。
磁编码器测速范围的影响因素主要包括以下几点:
a.编码器的分辨率:分辨率越高,测速范围越小,但精度越高。
b.编码器的刷新率:刷新率越高,测速范围越大,但会增加系统负担。
c.传感器的灵敏度:灵敏度越高,测速范围越大,但容易受到外界干扰。
d.运动物体的速度:运动物体的速度越高,对磁编码器测速范围的要求也越高。
为了提高磁编码器测速范围,可以采取以下方法:
a.选择高分辨率和高刷新率的编码器。
b.提高传感器的灵敏度,降低系统误差。
c.采用先进的信号处理技术,提高抗干扰能力。
d.对磁编码器进行实时校准,确保测量精度。
磁编码器在我国的应用现状及前景:
目前,磁编码器在我国的工业自动化领域已经得到广泛应用,如汽车制造、机器人控制、风力发电等。
随着我国智能制造、工业互联网等战略的实施,磁编码器的市场需求将持续增长。
stm32编码器测速
stm32编码器测速摘要:编码器是⼀种将⾓位移或者⾓速度转换成⼀串电数字脉冲的旋转式传感器。
编码器⼜分为光电编码器和霍尔编码器。
霍尔编码器是有霍尔码盘和霍尔元件组成。
霍尔码盘是在⼀定直径的圆板上等分的布置有不同的磁极。
霍尔码盘与电动机同轴,电动机旋转时,霍尔元件检测输出若⼲脉冲信号,为判断转向,⼀般输出两组存在⼀定相位差的⽅波信号。
采集数据⽅式:第⼀种软件技术直接采⽤外部中断进⾏采集,根据AB相位差的不同可以判断正负。
第⼆种硬件技术直接使⽤定时器的编码器模式。
这⾥采⽤第⼆种。
也是⼤家常说的四倍频,提⾼测量精度的⽅法。
其实就是把AB相的上升沿和下降沿都采集⽽已,所以1变4。
⾃⼰使⽤外部中断⽅式实现就⽐较占⽤资源了,所以不建议使⽤。
速度计算⽅法:真实的物理转速:电机转动⼀圈的脉冲数:num1 单位:个单位时间:t 单位:秒单位时间内捕获的脉冲变化数:num2 单位:个(反应电机正反转)电机轮⼦半径:r 单位:m圆周率:pi 单位:⽆速度:speed 单位: mm/s因为半径⽤的是m为单位,速度为mm所以需要乘以1000。
代码:(使⽤TIM2和TIM4两个定时器来测两个轮⼦的速度)将编码器AB相使⽤的引脚设置成定时器的编码器模式,我们根据TIMx->CNT寄存器数据的变化,计算出单位时间内,脉冲的变化值。
然后在定时器中断服务函数中进⾏速度计算。
#include "encoder.h"/**************************************************************************函数功能:把TIM2初始化为编码器接⼝模式⼊⼝参数:⽆返回值:⽆**************************************************************************/void Encoder_Init_TIM2(void){TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //使能定时器2的时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能PA端⼝时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1; //端⼝配置GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输⼊GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIOATIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure);TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0x0; //预分频器TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = ENCODER_TIM_PERIOD; //设定计数器⾃动重装值TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //选择时钟分频:不分频TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM向上计数TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM2, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);//使⽤编码器模式3TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 10;TIM_ICInit(TIM2, &TIM_ICInitStructure);TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update); //清除TIM的更新标志位TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);//Reset counterTIM_SetCounter(TIM2,0);//===============================================TIM2->CNT = 0x7fff;//===============================================TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);}/**************************************************************************函数功能:把TIM4初始化为编码器接⼝模式⼊⼝参数:⽆返回值:⽆**************************************************************************/void Encoder_Init_TIM4(void){TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE); //使能定时器4的时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //使能PB端⼝时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7; //端⼝配置GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输⼊GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIOBTIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure);TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0x0; // 预分频器TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = ENCODER_TIM_PERIOD; //设定计数器⾃动重装值TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //选择时钟分频:不分频TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM向上计数TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure);TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM4, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);//使⽤编码器模式3 TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 10;TIM_ICInit(TIM4, &TIM_ICInitStructure);TIM_ClearFlag(TIM4, TIM_FLAG_Update); //清除TIM的更新标志位TIM_ITConfig(TIM4, TIM_IT_Update, ENABLE);//Reset counterTIM_SetCounter(TIM4,0);//===============================================TIM4->CNT = 0x7fff;//===============================================TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);}/**************************************************************************函数功能:读取编码器脉冲差值,读取单位时间内的脉冲变化值⼊⼝参数:TIM_TypeDef * TIMx返回值:⽆**************************************************************************/s16 getTIMx_DetaCnt(TIM_TypeDef * TIMx){s16 cnt;cnt = TIMx->CNT-0x7fff;TIMx->CNT = 0x7fff;return cnt;}/**************************************************************************函数功能:计算左右轮速⼊⼝参数:int *leftSpeed,int *rightSpeed返回值:⽆//计算左右车轮线速度,正向速度为正值,反向速度为负值,速度为乘以1000之后的速度 mm/s//⼀定时间内的编码器变化值*转化率(转化为直线上的距离m)*200s(5ms计算⼀次)得到 m/s *1000转化为int数据⼀圈的脉冲数:左:1560右:1560轮⼦半径:0.03m轮⼦周长:2*pi*r⼀个脉冲的距离:左:0.000120830m右:0.000120830m速度分辨率:左: 0.0240m/s右: 0.0240m/s200 5ms的倒数1000 扩⼤分辨率**************************************************************************/void Get_Motor_Speed(int *leftSpeed,int *rightSpeed){//5ms测速 5ms即这⾥说的单位时间*leftSpeed = getTIMx_DetaCnt(TIM4)*1000*200*0.000120830;*rightSpeed = getTIMx_DetaCnt(TIM2)*1000*200*0.000120830;}main.c#include "sys.h"//====================⾃⼰加⼊的头⽂件===============================#include "delay.h"#include "led.h"#include "encoder.h"#include "usart3.h"#include "timer.h"#include <stdio.h>//===================================================================int leftSpeedNow =0;int rightSpeedNow =0;int main(void){GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_Disable,ENABLE);GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);//禁⽤JTAG 启⽤ SWDMY_NVIC_PriorityGroupConfig(2); //=====设置中断分组delay_init(); //=====延时函数初始化LED_Init(); //=====LED初始化程序灯usart3_init(9600); //=====串⼝3初始化蓝⽛发送调试信息Encoder_Init_TIM2(); //=====初始化编码器1接⼝Encoder_Init_TIM4(); //=====初始化编码器2接⼝TIM3_Int_Init(50-1,7200-1); //=====定时器初始化 5ms⼀次中断while(1){printf("L=%d,R=%d\r\n",leftSpeedNow,rightSpeedNow);delay_ms(15);}}//5ms 定时器中断服务函数void TIM3_IRQHandler(void) //TIM3中断{if(TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) //检查指定的TIM中断发⽣与否:TIM 中断源 {TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update); //清除TIMx的中断待处理位:TIM 中断源Get_Motor_Speed(&leftSpeedNow,&rightSpeedNow);Led_Flash(100);}}。
编码电机测速的基本工作原理
编码电机测速的基本工作原理
编码电机测速的基本工作原理是通过编码器来测量电机转速的一种技术。
编码
器是一种测量运动的装置,它由光传感器和光栅组成。
在编码电机测速中,光栅固定在电机轴上,而光传感器则固定在电机壳体上。
当电机转动时,光栅会与光传感器之间产生光遮断和透过的周期性变化。
光传感器检测到光线的变化,并将其转化为电信号。
根据捕捉到的光电信号变化,我们可以计算出转轴的转速。
编码器通常有两种类型:增量式编码器和绝对式编码器。
增量式编码器通过记录脉冲数来测量转速。
它包含两个通道,一个是A相通道,一个是B相通道。
每当光栅通过光传感器时,A相通道和B相通道会产生相位差
的变化,从而产生脉冲信号。
通过计算脉冲数的变化和时间间隔,就可以得到电机转速。
绝对式编码器既可测量位置,又可测量速度。
它可以直接以电位器的形式记录
电机的位置。
位置信息通常以二进制形式呈现。
在测量速度时,绝对式编码器通过监测脉冲数的变化来计算转速。
总之,编码电机测速的基本工作原理是通过编码器来检测光线遮断和透过的变化,然后将其转化为电信号,最后根据这些信号来计算出电机的转速。
增量式编码器和绝对式编码器是两种常用的编码器类型,它们都可以用于测量电机的转速。
编码器测速原理
编码器测速原理编码器是一种用于测量旋转运动或线性位移的装置,它能够将运动转换为电信号输出,常用于测速、位置和角度测量。
在工业自动化控制系统中,编码器起着至关重要的作用,因此了解编码器的测速原理对于工程技术人员来说至关重要。
编码器测速原理主要是通过测量物体运动时的脉冲信号来实现的。
编码器通常由光电传感器和编码盘两部分组成,光电传感器用于接收编码盘上的光信号,编码盘则是一个具有特定结构的圆盘,上面刻有一系列的光栅或磁性标记。
当物体运动时,编码盘上的光栅或磁性标记会随之旋转,光电传感器会将这些变化转换为电信号输出。
在编码器中,常用的测速原理有两种,一种是增量式编码器,另一种是绝对式编码器。
增量式编码器通过检测编码盘上的光栅或磁性标记的变化来产生脉冲信号,这些脉冲信号的数量与物体运动的速度成正比。
当物体运动时,光栅或磁性标记会随之旋转,光电传感器会产生一系列脉冲信号,通过计算脉冲信号的频率和时间间隔,就可以得到物体的速度。
而绝对式编码器则是通过编码盘上的光栅或磁性标记的排列位置来确定物体的位置和角度,它可以直接输出物体的位置信息,无需进行脉冲信号的计算。
绝对式编码器通常具有更高的精度和稳定性,适用于对位置和角度要求较高的场合。
除了增量式和绝对式编码器,还有一种常用的编码器测速原理是霍尔编码器。
霍尔编码器通过检测编码盘上的磁性标记来产生脉冲信号,它具有结构简单、成本低廉的特点,适用于一些简单的测速场合。
总的来说,编码器测速原理是通过测量物体运动时的脉冲信号来实现的,不同类型的编码器有着不同的工作原理和适用场合。
工程技术人员在选择和应用编码器时,需要根据实际需求和测量精度来选择合适的编码器类型,以确保系统的稳定性和精度。
对编码器测速原理的深入了解,有助于工程技术人员在工程实践中更好地应用编码器,提高系统的性能和可靠性。
编码器如何测位置、测转速、测角加速度?
编码器如何测位置、测转速、测角加速度?编码器如何测位置、测转速、测角加速度?在电气传动系统中,是用来测量电机转速及转子位置核心部件。
光电编码器,它的转轴和被测转轴连在一起,由被测转轴带动它的转轴转动,然后将被测的物理量转变为二进制编码或者一串脉冲。
就以光电编码器来说进行细分又有三种类型,有增量式编码器、绝对式编码器、混合式编码器。
其中的增量式编码器多用于转轴转速测量,绝对式编码器多用于转轴空间位置的测量,而混合式编码器其实就是增量式编码器和绝对式编码器的组合体,后端是置入处理芯片的。
所以说其实这三类编码器都具有测量转子转速及空间位置的功能。
题目说的如何实现物理量的测量?这得从其原理出发。
因此来说说增量式编码器工作原理。
曾量式编码器上图是增量式编码器的结构示意图。
被测转轴带动它的转轴转动从而使光电码盘转动。
关键部位就是光电码盘,在其周边刻有节距相等的辐射状窄缝,而且是两组透明的检测窄缝,这两组透明的检测窄缝是错开1/4节距,因此两个光电变换器输出信号在相位上相差90度。
当工作时,鉴向盘不动的,只有主码盘和其转轴是跟被测转轴一起转动的,使发出的光源投射到主码盘和鉴向盘上。
假如主码盘的不透明区域和鉴向盘的透明窄缝对齐,投射光线是被全部遮挡的,此时编码器输出的电压信号是最小的。
假如主码盘的透明区域和鉴向盘透明窄缝对齐,投射光线是全部透过的,此时编码器输出的电压信号是最大的。
所以说增量式编码器的主码盘每转一个刻度线周期,它就输出一个近似正弦波电压信号,而且两组光电变换器输出电压信号相位差为90度。
看下图,是增量式编码器输出波形上面不是说到有两组光电变换器输出信号吗?图中的A和B就是输出的两组电压信号,属于两路正交脉冲。
图中的Z是一路零脉冲,它的作用是用来校正每转编码器产生的脉冲个数,将误差控制在每转之内,避免积累误差的产生。
区别电机转子旋转方向,根据A和B这两路脉冲信号相位来判断电机转子是正转还是反转。
但增量式编码器有优点也有缺点,优点是实现小型化容易、结构简单、响应速度快,缺点是掉电后容易丢数据,还容易积累误差。
正交编码器测电机速度原理
正交编码器测电机速度原理
正交编码器是一种用于测量旋转速度和位置的传感器。
它由一个旋转的编码盘和一个读取器组成,读取器可以检测编码盘上的标记或槽,并将这些信息转换成电信号。
在测量电机速度的原理中,正交编码器的工作原理如下:
1. 光电传感器,正交编码器通常使用光电传感器来读取编码盘上的标记或槽。
当编码盘旋转时,光电传感器会检测到标记或槽的变化,并产生相应的电信号。
2. 正交信号,正交编码器产生两个正交的输出信号,通常称为A相和B相。
这两个信号的相位差为90度,可以用来确定旋转方向和速度。
3. 脉冲计数,通过检测A相和B相信号的变化,可以对编码盘的旋转进行计数,从而确定电机的旋转速度和位置。
4. 解码器,电子解码器会将A相和B相信号转换成电机的速度和位置信息,通常可以通过微处理器或计数器进行处理和解释。
总的来说,正交编码器通过光电传感器检测编码盘上的标记或槽,产生正交的输出信号,并通过解码器将这些信号转换成电机的速度和位置信息。
这样可以实现对电机速度的精确测量和控制。
编码器常用测速方法
编码器常用测速方法对于电机的转速测量,可以将增量式编码器安装在电机上,用编码器的轴连接电机的轴,然后用控制器对编码器进行计数,最后通过特定的方法计算出电机的转速。
常用的编码器测速方法有三种:M法、T法和MT法。
•M法:又叫做频率测量法。
这种方法是在一个固定的计时周期内,统计这段时间的编码器脉冲数,从而计算速度值。
设编码器单圈总脉冲数为C,在时间T0内,统计到的编码器脉冲数为M0,则转速n的计算公式为:n = M0/(C*T0)。
M法是通过测量固定时间内的脉冲数来求出速度的。
假设编码器转过一圈需要100个脉冲(C=100),在100毫秒内测得产生了20个脉冲,则说明在1秒内将产生200个脉冲,对应的圈数就是200/100=2圈,也就是说转速为2圈/秒。
通过公式计算n = 20/(100*0.1)=2。
与前边分析的结果一致。
也可以这样理解,转过了M0/C=20/100=0.2圈,用时0.1秒,那么1秒将转0.2*10=2圈。
M法在高速测量时可以获得较好的测量精度和平稳性。
但是如果转速很低,低到每个T0内只有少数几个脉冲,则此时计算出的速度误差就比较大,且很不稳定(因为开始测量和结束测量的时刻最多会引入2个脉冲的误差)。
使用编码器倍频技术,可以改善M法在低速测量时的准确性。
增大计数周期,即增大T0,也可以改善M法在低速测量时的准确性。
以上两种方法本质都是增大一个计数周期内的脉冲数,从而减小2个脉冲误差的占比。
•T法:又叫做周期测量法。
这种方法是建立一个已知频率的高频脉冲并对其计数,计数时间由捕获到的编码器相邻两个脉冲的时间间隔Te决定,计数值为M1。
设编码器单圈总脉冲数为C,高频脉冲的频率为F0,则转速n的计算公式为:n = 1/(C*Te) = F0/(C*M1)。
Te= M1/F0。
T法是利用一个已知脉冲来测量编码器两个脉冲之间的时间来计算出速度的。
假设编码器转过一圈需要100个脉冲(C=100),则1个脉冲间隔为1/100圈,用时为Te(假设为20毫秒),那么1圈用时就是100*20/1000=2秒,也就是说转速为0.5圈/秒。
绝对值编码器测速方法
绝对值编码器测速方法嘿,咱今儿就来唠唠绝对值编码器测速方法这档子事儿。
你说这绝对值编码器啊,就像是个超级精确的记录员。
它能把各种运动信息准确无误地记录下来。
那怎么用它来测速呢?想象一下,它就像个不知疲倦的小哨兵,时刻关注着机器的运转。
当机器开始转动时,绝对值编码器就开始工作啦。
一般来说呢,有几种常见的方法。
比如说,通过测量单位时间内编码器输出的脉冲数,就可以大致算出速度啦。
这就好比你数着秒钟,看跑过了多少步,就能知道自己的跑步速度一样。
还有啊,根据编码器输出的信号变化的时间间隔也能算出速度呢。
这就好像是听着时钟滴答滴答的声音,根据间隔来判断时间过得快慢。
这其中的原理呢,其实并不复杂,但可得仔细着点儿。
要是不小心弄错了,那可就像走路走偏了一样,结果就不准确啦。
咱再打个比方,这绝对值编码器测速就像是给机器做一次体检,得认真对待,才能得到准确的结果。
你可不能马马虎虎,不然就像医生误诊一样,会出大问题的哟!而且啊,不同的场景可能需要不同的测速方法呢。
就像你去不同的地方,得穿合适的鞋子一样。
比如在一些高精度要求的场合,就得用更精细的方法;而在一些普通的场合,也许简单点的方法就够用啦。
在实际操作中,还得注意一些细节呢。
比如说编码器的安装位置,要是装得不合适,那测出来的速度能准吗?这就好像你戴手表,要是戴歪了,看时间能对吗?还有啊,环境因素也会影响测速的准确性哦。
要是周围有干扰信号啥的,那也得想办法排除掉,不然就像耳朵边有噪音,你能听清别人说话吗?总之啊,绝对值编码器测速方法可真是个有趣又重要的事儿。
它能让我们更好地了解机器的运行状态,就像我们了解自己的身体状况一样。
只有掌握了好的方法,才能让机器更好地为我们服务呀。
所以啊,大家可别小瞧了这小小的绝对值编码器,它的作用可大着呢!。
利用编码器测速的应用实例 -回复
利用编码器测速的应用实例-回复什么是编码器测速?编码器测速是一种用于测量机械设备转速或线速度的技术。
它通过记录和分析编码器输出的脉冲信号来确定设备的运动速度。
编码器是一种传感器,通常与旋转设备的驱动轴或线性运动轴连接,可以检测设备的运动并产生相应的电信号。
编码器测速常用于各种工业应用中,如物流、机械制造和自动化控制等领域。
编码器测速的应用实例1. 电梯系统在电梯系统中,编码器测速用于测量电梯的运动速度和位置。
编码器通常安装在电梯的驱动电机轴上,并与电梯控制系统连接。
通过测量编码器输出的脉冲信号,系统可以准确地了解电梯的运动状态。
这有助于提供电梯的安全控制,例如在紧急情况下停止电梯运行或确保电梯平稳停在指定位置。
2. 车辆导航系统车辆导航系统常使用编码器测速来确定车辆的位置和运动速度。
编码器通常与车辆的车轮轴连接,并测量车辆的轮速。
通过将轮速和车辆行驶时间结合起来,导航系统可以计算车辆的位置,并为驾驶员提供准确的导航信息。
编码器测速在车辆导航中也被广泛应用于自动驾驶技术和交通监控系统等领域。
3. 机械加工在机械加工过程中,编码器测速用于控制和监测旋转设备的运动速度。
例如,在数控机床中,编码器测速可以用于准确定位和控制机械刀具的旋转速度,以保证工件的精确加工。
编码器测速还可以用于监测机械设备的运行状态,例如检测设备是否超出了安全速度范围或运行异常。
4. 机器人技术编码器测速在机器人技术中也扮演着重要的角色。
它可以用于测量机器人关节的运动速度和位置,以确保机器人的准确操作和定位。
编码器测速在机器人技术中还可以与其他传感器结合使用,例如激光测距仪或视觉系统,以完善机器人的感知和定位能力,实现更精确的任务执行。
总结编码器测速是一种广泛应用于工业和自动化控制领域的技术。
它通过测量编码器输出的脉冲信号来确定设备的运动速度和位置。
编码器测速在电梯系统、车辆导航、机械加工和机器人技术等领域都有重要的应用。
通过准确测量和监测设备的运动状态,编码器测速可以提高设备的操作安全性、精准度和效率。
M法与T法在编码器测速方面的区别和频率问题
编码器的测速原理:M/T法大家都比较清楚在闭环伺服系统中,编码器的反馈脉冲个数和系统所走位置的多少成正比,但对于怎样通过编码器所反馈的脉冲个数来求得电机的旋转速度了解的人就不是很多了。
根据脉冲计数来测量转速的方法有以下三种:(1)在规定时间内测量所产生的脉冲个数来获得被测速度,称为M法测速;(2)测量相邻两个脉冲的时间来测量速度,称为T法测速;(3)同时测量检测时间和在此时间内脉冲发生器发出的脉冲个数来测量速度,称为M/T法测速。
以上三中测速方法中,M法适合于测量较高的速度,能获得较高分辨率;T 法适合于测量较低的速度,这时能获得较高的分辨率;而M/T法则无论高速低速都适合测量。
以下只对T法测速进行详细介绍。
T法测速的原理是用一已知频率fc(此频率一般都比较高)的时钟脉冲向一计数器发送脉冲,计数器的起停由码盘反馈的相邻两个脉冲来控制,原理图见图1。
若计数器读数为m1,则电机每分钟转速为nM=60fc/Pm1(r/min)图1 T法测速原理其中P为码盘一圈发出的脉冲个数即码盘线数,m1为相邻两个脉冲间高频脉冲个数。
测速分辨率:当对应转速由n1变为n2时则分辨率Q的定义为Q=n2-n1,Q值越小说明测量装置对转速变化越敏感即分辨率越高。
因此可以得到T法测速的分辨率为Q=60fc/Pm1-60fc/P(m1+1)= n2M P/(60fc+ nMP)由上式可见随着转速nM的降低,Q值越小,即T法测速在低速时有较高的分辨率。
MT法测速之定量分析速度测量是工控系统中最基本的需求之一,最常用的是用数字脉冲测量某根轴的转速,再根据机械比、直径换算成线速度。
脉冲测速最典型的方法有测频率(M法)和测周期(T法)。
定性分析:M法是测量单位时间内的脉数换算成频率,因存在测量时间内首尾的半个脉冲问题,可能会有2个脉的误差。
速度较低时,因测量时间内的脉冲数变少,误差所占的比例会变大,所以M法宜测量高速。
如要降低测量的速度下限,可以提高编码器线数或加大测量的单位时间,使用一次采集的脉冲数尽可能多。
电机测速方案
电机测速方案一、引言电机是现代工业中不可或缺的关键设备,在各个领域都发挥着重要的作用。
为了确保电机的正常运行,测速是必不可少的环节。
本文将介绍一种可靠的电机测速方案。
二、传感器选择在选择测速方案之前,我们首先需要选择适合的传感器。
常用的电机测速传感器有光电编码器、霍尔传感器和磁敏传感器。
我们需要根据电机的具体要求和实际应用场景来选择合适的传感器。
三、光电编码器测速方案光电编码器是一种常用的电机测速传感器,通过检测旋转轴上的光电信号来获得转速信息。
使用光电编码器进行测速需要以下步骤:1. 安装光电编码器:将光电编码器安装在电机的旋转轴上,并与电机轴线平行。
确保光电传感器与编码盘之间没有障碍物,以免影响测速的准确性。
2. 连接电路:将光电编码器与电机控制系统连接。
通常情况下,光电编码器会输出脉冲信号,我们需要将这些脉冲信号传递给控制系统进行测速计算。
3. 测速计算:通过计算编码器输出的脉冲数量和脉冲周期,我们可以得到电机的转速。
根据测速的要求,可以选择不同的测速算法,如脉冲计数法、周期测速法等。
四、霍尔传感器测速方案霍尔传感器是另一种常用的电机测速传感器,通过检测磁场变化来获得转速信息。
使用霍尔传感器进行测速需要以下步骤:1. 安装霍尔传感器:将霍尔传感器固定在电机旋转轴周围,靠近电机轴心。
确保传感器与磁铁之间的距离和位置合适,以便获得准确的转速信息。
2. 连接电路:将霍尔传感器与电机控制系统连接。
通常情况下,霍尔传感器会输出高低电平信号,我们需要将这些信号传递给控制系统进行测速计算。
3. 测速计算:通过计算霍尔传感器输出信号的频率和周期,我们可以得到电机的转速。
同样地,根据测速的要求,可以选择不同的测速算法进行计算。
五、磁敏传感器测速方案磁敏传感器是一种基于磁场变化的测速传感器,可以用于电机的测速。
使用磁敏传感器进行测速需要以下步骤:1. 安装磁敏传感器:将磁敏传感器安装在电机旋转轴附近,并确保传感器与磁铁之间的距离合适。
光电编码器测量电机转速的方法
光电编码器测量电机转速的方法光电编码器测量电机转速的方法可以利用定时器/计数器配合光电编码器的输出脉冲信号来测量电机的转速。
具体的测速方法有M法、T法和M/T法3种。
一、M法又称之为测频法,其测速原理是在规定的检测时间Tc内,对光电编码器输出的脉冲信号计数的测速方法,例如光电编码器是N线的,则每旋转一周可以有4N个脉冲,因为两路脉冲的上升沿与下降沿正好使编码器信号4倍频。
现在假设检测时间是Tc,计数器的记录的脉冲数是M1,在实际的测量中,时间Tc内的脉冲个数不一定正好是整数,而且存在最大半个脉冲的误差。
如果要求测量的误差小于规定的范围,比如说是小于百分之一,那么M1就应该大于50。
在一定的转速下要增大检测脉冲数M1以减小误差,可以增大检测时间Tc单考虑到实际的应用检测时间很短,例如伺服系统中的测量速度用于反馈控制,一般应在0.01秒以下。
由此可见,减小测量误差的方法是采用高线数的光电编码器。
M法测速适用于测量高转速,因为对于给定的光电编码器线数N机测量时间Tc条件下,转速越高,计数脉冲M1越大,误差也就越小。
二、T法也称之为测周法,该测速方法是在一个脉冲周期内对时钟信号脉冲进行计数的方法。
为了减小误差,希望尽可能记录较多的脉冲数,因此T法测速适用于低速运行的场合。
但转速太低,一个编码器输出脉冲的时间太长,时钟脉冲数会超过计数器最大计数值而产生溢出;另外,时间太长也会影响控制的快速性。
与M法测速一样,选用线数较多的光电编码器可以提高对电机转速测量的快速性与精度。
三、M/T法M/T法测速是将M法和T法两种方法结合在一起使用,在一定的时间范围内,同时对光电编码器输出的脉冲个数M1和M2进行计数。
实际工作时,在固定的Tc时间内对光电编码器的脉冲计数,在第一个光电编码器上升沿定时器开始定时,同时开始记录光电编码器和时钟脉冲数,定时器定时Tc时间到,对光电编码器的脉冲停止计数,而在下一个光电编码器的上升沿到来时刻,时钟脉冲才停止记录。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
飞思卡尔智能车舵机和测速的控制设计与实现时间:2010-04-1411:53:10来源:电子设计工程作者:雷贞勇谢光骥五邑大学2.1舵机工作原理舵机在6V电压下正常工作,而大赛组委会统一提供的标准电源输出电压为7.2V,则需一个外围电压转换电路将电源电压转换为舵机的工作电压6V。
图2为舵机供电电路。
舵机由舵盘、位置反馈电位计、减速齿轮组、直流动电机和控制电路组成,内部位置反馈减速齿轮组由直流电动机驱动,其输出轴带动一个具有线性比例特性的位置反馈电位器作为位置检测。
当电位器转角线性地转换为电压并反馈给控制电路时,控制电路将反馈信号与输入的控制脉冲信号相比较,产生纠正脉冲,控制并驱动直流电机正向或反向转动,使减速齿轮组输出的位置与期望值相符。
从而达到舵机精确控制转向角度的目的。
舵机工作原理框图如图3所示。
2.2舵机的安装与调节舵机的控制脉宽与转角在-45°~+45°范围内线性变化。
对于对速度有一定要求的智能车,舵机的响应速度和舵机的转向传动比直接影响车模能否以最佳速度顺利通过弯道。
车模在赛道上高速行驶,特别是对于前瞻性不够远的红外光电检测智能车,舵机的响应速度及其转向传动比将直接影响车模行驶的稳定性,因此必须细心调试,逐一解决。
由于舵机从执行转动指令到响应输出需占用一定的时间,因而产生舵机实时控制的滞后。
虽然车模在进入弯道时能够检测到黑色路线的偏转方向,但由于舵机的滞后性,使得车模在转弯过程中时常偏离跑道,且速度越快,偏离越远,极大限制车模在连续弯道上行驶的最大时速,使得车模全程赛道速度很难进一步提高。
为了减小舵机响应时间,在遵守比赛规则不允许改造舵机结构的前提下,利用杠杆原理,采用加长舵机力臂的方案来弥补这一缺陷,加长舵机力臂示意图如图4所示。
图4中,R为舵机力臂;θ为舵机转向角度;F为转向所需外力;α为外力同力臂的夹角。
在舵机输出盘上增加长方形杠杆,在杠杆的末端固定转向传动连杆,其表达式为:加长力臂后欲使前轮转动相同角度时,在舵机角速度ω相同的条件下舵机力臂加长后增大了线速度v,最终使得舵机的转向角度θ减小。
舵机输出转角θ减小,舵机的响应时间t也会变短。
同时由式(1)可推出线速度口增大后,前轮转向所需的时间t相应也会变短,其表达式为:t=ds/dv(2)此外,当舵机连杆水平且与舵机力臂垂直时,得到力矩M,可由式(3)表示:M=FRsinα(3)说明当舵机连杆和舵机力臂垂直时α=900°,此时sinα得到最大值。
在舵机力臂R一定和外力F相同条件下,舵机产生的力矩M最大,实现前轮转向的时间最短。
在实际调试车模时发现,这种方法对提高舵机的响应速度也具有局限性:当在舵机输出力矩相同的条件下,力臂越长,作用力越小。
在转向遇到较大转向阻力时,会影响舵机对转向轮控制的精度,甚至使转向轮的响应速度变慢;另外,舵机机械结构精度产生的空程差也会在力臂加长中放大。
使得这一非线性环节对控制系统的不利影响增大。
因此,舵机安装的高度具有最佳范围,仍需通过试验反复测试。
3霍尔传感器的应用由于在赛前比赛赛道的几何图形是未公开的。
赛前车模训练的路线与实际比赛的路线相差甚远,若车模自适应性调整不好,车模会在连续弯道处频繁的偏转。
赛道的变更给车模的适应性和稳定性带来了一定挑战。
为了使得车模能够平稳地沿着赛道行驶,除控制前轮转向舵机以外,还需要控制好各种路况的车速,使得车模在急转弯和下坡时不会因速度过快而冲出赛道。
因此,利用霍尔传感器检测车模瞬时速度,实现对车模速度的闭环反馈控制,小车的PC9S12控制板能够根据赛道路况变化而相应执行软件给定的加速、减速、刹车等指令,在最短的时间内由当前速度转变为期望的速度,使得车模快速平稳行驶。
基于霍尔效应,固定在转盘附近的霍尔传感器便可在每个小钢磁通过时产生一个相应的脉冲,检测出单位时间的脉冲数,便可知被测转速。
霍尔传感测速装置示意图如图5所示。
显然不是安装小钢磁越多越好,在一定的条件允许范围内,磁性转盘上小钢磁的数目越多,确定传感器测量转速的分辨率也越高,速度控制也越精确。
一般4~8片是最佳范围。
4结束语为了参加第四届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛,此设计方案在校级代表队资格选拔赛中表现完美,最终跑出19.7s的好成绩,成功入选。
实践证明了智能车舵机控制转向和霍尔控制测速优化方案具有可行性和实用性。
检查原图(大图)加长力臂后欲使前轮转动类似角度时,在舵机角速度ω类似的条件下舵机力臂加长后增大了线速度v,结尾使得舵机的转向角度θ减小。
舵机输出转角θ减小,舵机的照应时间t也会变短。
同时由式(1)可推出线速度口增大后,前轮转向所需的时间t相应也会变短,其表达式为:t=ds/dv(2)此外,当舵机连杆水平且与舵机力臂垂直时,得到力矩M,可由式(3)示意:M=FRsinα(3)标明当舵机连杆和舵机力臂垂直时α=900°,此时sinα得到最大值。
在舵机力臂R必须和外力F类似条件下,舵机发生的力矩M最大,完成前轮转向的时间最短。
在实践调试车模时发觉,这种办法对提高舵机的照应速度也具有局限性:当在舵机输出力矩类似的条件下,力臂越长,作用力越小。
在转向遇到较大转向阻力时,会影响舵机对转向轮控制的精度,甚至使转向轮的照应速度变慢;另外,舵机机械构造精度发生的空程差也会在力臂加长中扩大。
使得这一非线性环节对控制系统的不利影响增大。
因而,舵机装置的高度具有最好范围,仍需议决实验反复测试。
3霍尔传感器的使用由于在赛前竞赛赛道的几何图形是未公示的。
赛前车模训练的路途与实践竞赛的路途相差甚远,若车模自顺应性调整不好,车模会在延续弯道处频繁的偏转。
赛道的变卦给车模的顺应性和固定性带来了必须挑衅。
为了使得车模能够颠簸地沿着赛道行驶,除控制前轮转向舵机以外,还须要控制好各种路况的车速,使得车模在急转弯和下坡时不会因速渡过快而冲出赛道。
因而,使用霍尔传感器检测车模瞬时速度,完成对车模速度的闭环反应控制,小车的PC9S12控制板能够依据赛路途况改动而相应执行软件给定的加快、放慢、刹车等指令,在最短的时间内由现在速度转变为希冀的速度,使得车模高速颠簸行驶。
基于霍尔效应,固定在转盘附近的霍尔传感器便可在每个小钢磁议决时发生一个相应的脉冲,检测出单位时间的脉冲数,便可知被测转速。
霍尔传感测速装置示意图如图5所示。
显然不是装置小钢磁越多越好,在必须的条件准许范围内,磁性转盘上小钢磁的数目越多,确定传感器测量转速的分辨率也越高,速度控制也越精确。
普通4~8片是最好范围。
电机的位置检测在电机控制中是十分重要的,特别是需要根据精确转子位置控制电机运动状态的应用场合,如位置伺服系统。
电机控制系统中的位置检测通常有:微电机解算元件,光电元件,磁敏元件,电磁感应元件等。
这些位置检测传感器或者与电机的非负载端同轴连接,或者直接安装在电机的特定的部位。
其中光电元件的测量精度较高,能够准确的反应电机的转子的机械位置,从而间接的反映出与电机连接的机械负载的准确的机械位置,从而达到精确控制电机位置的目的。
在本文中我将主要介绍高精度的光电编码器的内部结构、工作原理与位置检测的方法。
一、光电编码器的介绍:光电编码器是通过读取光电编码盘上的图案或编码信息来表示与光电编码器相连的电机转子的位置信息的。
根据光电编码器的工作原理可以将光电编码器分为绝对式光电编码器与增量式光电编码器,下面我就这两种光电编码器的结构与工作原理做介绍。
(一)、绝对式光电编码器绝对式光电编码器如图所示,他是通过读取编码盘上的二进制的编码信息来表示绝对位置信息的。
编码盘是按照一定的编码形式制成的圆盘。
图1是二进制的编码盘,图中空白部分是透光的,用“0”来表示;涂黑的部分是不透光的,用“1”来表示。
通常将组成编码的圈称为码道,每个码道表示二进制数的一位,其中最外侧的是最低位,最里侧的是最高位。
如果编码盘有4个码道,则由里向外的码道分别表示为二进制的23、22、21和20,4位二进制可形成1 6个二进制数,因此就将圆盘划分16个扇区,每个扇区对应一个4位二进制数,如0000、0001、 (1111)电机的位置检测在电机控制中是十分重要的,特别是需要根据精确转子位置控制电机运动状态的应用场合,如位置伺服系统。
电机控制系统中的位置检测通常有:微电机解算元件,光电元件,磁敏元件,电磁感应元件等。
这些位置检测传感器或者与电机的非负载端同轴连接,或者直接安装在电机的特定的部位。
其中光电元件的测量精度较高,能够准确的反应电机的转子的机械位置,从而间接的反映出与电机连接的机械负载的准确的机械位置,从而达到精确控制电机位置的目的。
在本文中我将主要介绍高精度的光电编码器的内部结构、工作原理与位置检测的方法。
一、光电编码器的介绍:光电编码器是通过读取光电编码盘上的图案或编码信息来表示与光电编码器相连的电机转子的位置信息的。
根据光电编码器的工作原理可以将光电编码器分为绝对式光电编码器与增量式光电编码器,下面我就这两种光电编码器的结构与工作原理做介绍。
(一)、绝对式光电编码器绝对式光电编码器如图所示,他是通过读取编码盘上的二进制的编码信息来表示绝对位置信息的。
编码盘是按照一定的编码形式制成的圆盘。
图1是二进制的编码盘,图中空白部分是透光的,用“0”来表示;涂黑的部分是不透光的,用“1”来表示。
通常将组成编码的圈称为码道,每个码道表示二进制数的一位,其中最外侧的是最低位,最里侧的是最高位。
如果编码盘有4个码道,则由里向外的码道分别表示为二进制的23、22、21和20,4位二进制可形成1 6个二进制数,因此就将圆盘划分16个扇区,每个扇区对应一个4位二进制数,如0000、0001、 (1111)按照码盘上形成的码道配置相应的光电传感器,包括光源、透镜、码盘、光敏二极管和驱动电子线路。
当码盘转到一定的角度时,扇区中透光的码道对应的光敏二极管导通,输出低电平“0”,遮光的码道对应的光敏二极管不导通,输出高电平“1”,这样形成与编码方式一致的高、低电平输出,从而获得扇区的位置脚。
(二)、增量式光电编码器增量式光电编码器是码盘随位置的变化输出一系列的脉冲信号,然后根据位置变化的方向用计数器对脉冲进行加/减计数,以此达到位置检测的目的。
它是由光源、透镜、主光栅码盘、鉴向盘、光敏元件和电子线路组成。
增量式光电编码器的工作原理是是由旋转轴转动带动在径向有均匀窄缝的主光栅码盘旋转,在主光栅码盘的上面有与其平行的鉴向盘,在鉴向盘上有两条彼此错开90o相位的窄缝,并分别有光敏二极管接收主光栅码盘透过来的信号。
工作时,鉴向盘不动,主光栅码盘随转子旋转,光源经透镜平行射向主光栅码盘,通过主光栅码盘和鉴向盘后由光敏二极管接收相位差90o的近似正弦信号,再由逻辑电路形成转向信号和计数脉冲信号。