光码盘测速原理 - 360文档中心

转角与角速度测量

一．摘要本报告立志于寻找除了光码盘传感器之外的其他类型传感器来进行转轴系统参数的测量。

包括测量转轴系统的角度，角速度。

本报告给出了，传感器的安装位置，传感器类型的选择，参数的选择，已经测量电路的绘制。

二．光码盘系统1. 光码盘简介光电式码盘是一种非接触性光电传感器，它具有测量准确度高、响应速度快、可靠性高和使用寿命长等优点。

我们应用光码盘测试原理，完成了直流电机测速装置设计（工作原理如图% 所示）。

其装置具有结构简单，测速准确度高的优点。

光码盘的工作原理就是用光码盘上透光与不透光，在码盘的另一侧形成光脉冲。

脉冲光照射在光电敏感元件上产生与光脉冲相对应的电脉冲。

典型的光码盘有TLP507A,TLP800等类型。

2. 光码盘基本工作原理由光源1发出的光线，经柱面透镜2变成一束平行汇聚光照射到码盘上。

通过亮区的光线经过狭缝4后，形成很窄的光束照在光电元件上。

光电元件的各种信号组合，反映出按一定规律编码的数字量，代表了码盘轴的转角大小。

从而可以测得转角，再对转角对时间进行求导就可以得到角速度。

1-光源2-透镜3-码盘4-狭缝5-光电元件3. 光码盘安装（UG建模）光码盘轴电机4.输出信号及其后续测量电路输出信号为数字信号,使用整形放大电路,为了确保转速测量准确度，使用单片机系统对脉冲信号处理。

5.实际可用的传感器类型及其参数6. 问题解答对于光码盘传感器来说，如采用二进制码编码，在设有8条码道的情况下，最小能够分辨测量多少度的转角？并需要多少个感光元件？答：采用二进制编码，在设有8条码道德情况下，最多可测量28=256次，因此，最小能够分辨角度360/256=1.41°因为需要设有8条码道，因此至少需要8个感光元件来支持设备的正常运行。

光元件。

三．电感式传感器系统1. 基本工作原理电感式传感器是利用电磁感应把被测的物理量如位移，压力，流量，振动等转换成线圈的自感系数和互感系数的变化，再由电路转换为电压或电流的变化量输出，实现非电量到电量的转换。

光电编码器基础学习知识原理与维修

高精度的光电编码器的结构及原理2009年06月12日星期五8:48本文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16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)a) b)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Increamental Optical-electrical Encoder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。

电机码盘原理

电机码盘原理
电机码盘原理是指利用码盘（也称为旋转编码器）来测量电机的转速和位置的一种方法。

码盘通常由一个固定的光电面和一个附着在旋转轴上的透明码片组成。

当码盘转动时，光电面上的光电元件会感应到透明码片上的光栅，进而产生相应的电信号。

码盘通常包含两个光电元件，分别对应两个输出信号通道。

这两个通道的相位差相差90度，可用于测量方向和速度。

当透明码片旋转时，两个通道的输出电平会随之变化。

测量这些变化可以确定转子的位置和转速。

常见的码盘类型包括光电式、磁性和光电磁混合式码盘。

光电式码盘通过透明码片上的光栅与光电元件之间的光栅刻痕进行测量。

磁性码盘则利用在透明码片上附着的磁性材料和磁传感器进行测量。

光电磁混合式码盘则结合了光电和磁传感器的优点，提供更高的分辨率和精度。

通过对码盘的信号进行分析处理，可以得到电机的转速和位置信息。

这些信息可以用于电机控制系统，实现精确的速度和位置控制。

电机码盘原理的应用非常广泛，例如机床、机器人、自动化生产线等领域。

光码盘的结构作用原理

光码盘的结构作用原理光码盘是一种常见的光电传感器，它的主要作用是将物体的运动转化为电信号，从而实现对物体运动的监测和控制。

光码盘的结构和作用原理非常简单，但是它在工业自动化、机器人控制、医疗设备等领域都有广泛的应用。

光码盘的结构光码盘通常由两部分组成：光学部分和编码部分。

光学部分由光源、光电二极管和光学透镜组成，它的作用是产生光束并将其聚焦到编码部分。

编码部分由透明和不透明的条纹组成，这些条纹被称为编码带。

编码带通常是环形的，它们被固定在旋转轴上，当物体旋转时，编码带也会随之旋转。

光电二极管通过检测编码带上的透明和不透明条纹来产生电信号，这些信号可以被用来计算物体的旋转速度和方向。

光码盘的作用原理光码盘的作用原理非常简单，它利用光电二极管检测编码带上的透明和不透明条纹来产生电信号。

当物体旋转时，编码带也会随之旋转，光电二极管通过检测编码带上的透明和不透明条纹来产生电信号。

这些信号可以被用来计算物体的旋转速度和方向。

光码盘的应用光码盘在工业自动化、机器人控制、医疗设备等领域都有广泛的应用。

在工业自动化中，光码盘通常被用来监测机器的旋转速度和方向，从而实现对机器的控制。

在机器人控制中，光码盘通常被用来监测机器人的关节角度和位置，从而实现对机器人的控制。

在医疗设备中，光码盘通常被用来监测医疗设备的旋转速度和方向，从而实现对医疗设备的控制。

总结光码盘是一种常见的光电传感器，它的主要作用是将物体的运动转化为电信号，从而实现对物体运动的监测和控制。

光码盘的结构和作用原理非常简单，但是它在工业自动化、机器人控制、医疗设备等领域都有广泛的应用。

光电码盘的原理

1.光电编码器原理光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。

这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。

光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。

由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。

此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90旱牧铰仿龀逍藕拧根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。

根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。

1.1增量式编码器增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90海佣煞奖愕嘏卸铣鲂较颍鳽相为每转一个脉冲，用于基准点定位。

它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。

其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。

1.2绝对式编码器绝对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。

这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。

显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有 N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N条码道。

目前国内已有16位的绝对编码器产品。

绝对式编码器是利用自然二进制或循环二进制（葛莱码）方式进行光电转换的。

绝对式编码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形，绝对编码器可有若干编码，根据读出码盘上的编码，检测绝对位置。

光电码盘的基本概念及特点

光电码盘的基本概念及特点光电码盘的基本概念及特点光电码盘是一种常用于测量和控制设备中的元件，其具有以下特点：1.高精度：光电码盘使用光电效应和光学传感器进行测量，具有较高的精度，常用于需要精确测量和定位的应用领域。

2.非接触式：光电码盘通过光学原理进行测量，不需要与被测量物体直接接触，因此可以避免由于接触引起的摩擦和磨损问题，提高测量的可靠性和寿命。

3.快速响应：光电码盘采用光学传感器进行测量，信号传输速度较快，能够实时获取被测量物体的位置和运动状态，适用于高速运动控制系统。

4.多功能：光电码盘可以实现多种功能，例如位置测量、速度测量、角度测量等，可以根据不同的应用需求灵活选择光电码盘的类型和配置。

5.抗干扰能力强：光电码盘具有较高的抗干扰能力，可以在复杂的工作环境中稳定工作，不受外界光源、振动等干扰因素的影响。

6.易于安装和使用：光电码盘通常具有简单的结构和紧凑的设计，易于安装在各种设备上，并且具有友好的用户界面和操作方法，方便用户进行调试和使用。

7.长寿命：光电码盘采用光学传感器进行测量，光源和传感器的使用寿命较长，具有较高的可靠性和稳定性，能够长时间稳定工作。

综上所述，光电码盘具有高精度、非接触式、快速响应、多功能、抗干扰能力强、易于安装和使用以及长寿命等特点，广泛应用于工业自动化、仪器仪表、机械制造等领域。

光电码盘的应用领域光电码盘由于其特点，在各个领域都有广泛的应用，其中包括但不限于以下几个方面：工业自动化•位置控制：光电码盘可以测量和反馈设备的位置信息，用于控制机器人、自动化生产线等设备的位置和运动状态。

•速度控制：光电码盘可以测量到设备的运动速度，用于控制设备的转速和加减速过程。

•姿态测量：光电码盘可以用于测量设备的倾斜角度和旋转角度，用于控制机械臂、航空航天设备等的姿态和运动。

仪器仪表•测量仪器：光电码盘可以用于精确测量物体的长度、角度等参数，例如用于测量坐标测量仪、角度测量仪等。

光电码盘实现速度反馈的原理

1）、光电码盘：主要用来测量机器人小车车轮的转速，构成机器人速度的闭环反馈。

2）、组成：光发射器，光探测器
3）、原理：在光源led照射下，通过光电码盘的盘缝，不断地输出光电脉冲信号。

光电码盘固定在电机轴上，输出两路正交脉冲，通过两路的正交脉冲，从而可以向微控制器提供速度大小及方向的反馈。

（通过一路光电脉冲可测得转速，通过两路正交脉冲可实现测得转向）比如当电机顺时针转动时，A相脉冲超前B相；当电机逆时针转动时，B相脉冲超前A相。

4）、测速方法
M测速法：在T时间内，脉冲发生器每转动一周产生的脉冲数为P，测得的脉冲数为M。

则电机每分钟的转速为：
N=60*M/P*T
这种方法只适用于转速较高的场合，当转速较低时误差比较大。

为了弥补M法测低速误差比较大的问题进行改进：
分两路光电脉冲输入：一路是四倍频电路（因此可实现测低速误差较小）；另一路是正交编码脉冲（用于鉴相，并加了一个清零信号，实现变相清零）。

4.2_光电码盘

4.2.3 二进制码与循环码的转换
4位二进制码与循环码的对照表
C n Rn C i C i 1 Ri Ri C i 1 C i
补：增量式编码器
转轴 LED 光栏板及辨向用的A、B狭缝
A A B C C B
光敏元件
盘码及狭缝零位标志
增量式光电编码器的分辨力及分辨率
1.分辨力及分辨率增量式光电编码器的测量精度取决于它所能分辨的最小角度，而这与码盘圆周上的狭缝条纹数n 有关，即最小能分辨的角
= 768 r/min
T法测速（适合于低转速场合）
编码器输出脉冲
m2
时钟脉冲fc
· · ·
编码器每转产生 N 个脉冲，用已知频率fc作为时钟，填充到编码器输出的两个相邻脉冲之间的脉冲数为m2 ，则转速 (r/min)为 n = 60fc / （Nm2 ）
T法测速举例有一增量式光电编码器，其参数为1024p/r，测得两个相邻脉冲之间的脉冲数为3000，时钟频率fc为1MHz ，则转速（r/min)为：
i 1 C 2 i 1 i 1 n
（3）码盘转动中，CK变化时，所有Cj(j<K)应同时变化。
绝对式接触式编码器演示
4个电刷
4位二进制码盘
+5V输入公共码道
最小分辨角度为 α=360°/2n
绝对式光电编码器
低位高位
a）光电码盘的平面结构（8码道） b）光电码盘与光源、光敏元件的对应关系（4码道）
编码器输出脉冲 m2
时钟脉冲fc
· · ·
n = 60fc /（Nm2 ） = 60*1000000/（1024*3000） =19.53 r/min
编码器在定位加工中的应用

光电编码器的工作原理

1.光电编码器的工作原理光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。

这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。

光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。

由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。

此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90º的两路脉冲信号。

根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。

根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。

1.1增量式编码器增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90º，从而可方便地判断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。

它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。

其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。

1.2绝对式编码器绝对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。

这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。

显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有 N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N条码道。

目前国内已有16位的绝对编码器产品。

绝对式编码器是利用自然二进制或循环二进制（葛莱码）方式进行光电转换的。

绝对式编码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形，绝对编码器可有若干编码，根据读出码盘上的编码，检测绝对位置。

转速测量方法

转速测量方法可以分为两类，一类是直接法，即直接观测机械或者电机的机械运动，测量特定时间内机械旋转的圈数，从而测出机械运动的转速；另一类是间接法，即测量由于机械转动导致其他物理量的变化，从这些物理量的变化与转速的关系来得到转速。

同时从测速仪是否与转轴接触又可分为接触式，非接触式。

目前国内外常用的测速方法有光电码盘测速法、霍尔元件测速法、离心式转速表测速法、测速发电机测速法、漏磁测速法、闪光测速法和振动测速法。

1．光电码盘测速法这是通过测出转速信号的频率或周期来测量电机转速的一种无接触测速法。

光电码盘安装在转子端轴上，随着电机的转动，光电码盘也跟着一起转动，如果有一个固定光源照射在码盘上，则可利用光敏元件来接受光，接收到光的次数就是码盘的编码数。

若编码数为l，测量时间为t，测量到的脉冲数为N，则转速n=(N/t*l)*60。

2．霍尔元件测速法利用霍尔开关元件测转速的。

霍尔开关元件内含稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、施密特触发器和输出电路。

输出电平与TTL电平兼容，在电机转轴上装一个圆盘，圆盘上装若干对小磁钢，小磁钢越多，分辨率越高，霍尔开关固定在小磁钢附近，当电机转动时，每当一个小磁钢转过霍尔开关，霍尔开关便输出一个脉冲，计算出单位时间的脉冲数，即可确定旋转体的转速。

3．离心式测速法离心式转速表是利用物体旋转时产生的离心力来测量转速的。

当离心式转速表的转轴随被测物体转动时，离心器上的重物在惯性离心力作用下离开轴心，并通过传动系统带动指针回转。

当指针上的弹簧反作用力矩和惯性离心力矩相平衡时，指针停止在偏转后所指示的刻度值处，即为被测转速值。

这就是离心式转速表的原理。

测转速时，转速表的端头要插入电机转轴的中心孔内，转速表的轴要与电机的轴保持同心，否则易响准确读数。

4．测速发电机测转速利用直流发电机的电枢电动势E与发电机的转速成正比的这一关系测量转速。

测转速时，测速发电机连接到被测电机的轴端，将被测电机的机械转速变换为电压信号输出，在输出端接一个刻度以转速为单位的电压表，即可读出转速。

光电编码器在测速系统中的应用

光电编码器在测速系统中的应用【摘要】：光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器，这是目前应用最多的传感器之一。

【关键词】：光电编码器；DSP；测速1. 光电编码器的基本原理光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器，这是目前应用最多的传感器之一。

光电编码器每转输出600个脉冲，五线制。

其中两根为电源线，三根为脉冲线(A相、B相、Z)。

电源的工作电压为（+5～+24V）直流电源。

光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。

光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。

由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号。

光电编码器的工作原理如图 1 所示，在圆盘上有规则地刻有透光和不透光的线条，在圆盘两侧，安放发光元件和光敏元件。

当圆盘旋转时，光敏元件接收的光通量随透光线条同步变化，光敏元件输出波形经过整形后变为脉冲，码盘上有相标志，每转一圈输出一个脉冲。

此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差为90 的两路脉冲信号。

A线用来测量脉冲个数,B线与A线配合可测量出转动方向，N为电机转速。

Δn=ND测-ND 理，如图1所示。

2. 光电编码器的测速原理采用光电编码器完成反馈控制的原理如图2所示。

光电编码器与电动机主轴直接联接，从而使编码器转速与电机完全一致。

其工作原理是: 光电编码器随电机旋转，产生与转速成正比的两相(A相、B 相) 相差90°相位角的正交编码脉冲。

如果A相脉冲比B相脉冲超前则光电编码器为正转，否则为反转。

A 线用来测量脉冲个数，B线与A线配合可测量出转动方向。

由此可测出电机转速与转向。

光电编码器在低速时输出脉冲数较少，按一般的方法应用很难保证精确性。

为了提高测量精度和分辨率，除选用高分辨的光电编码器外，还可以将编码器的输出脉冲进行多倍频细分，再由计数器对产生的多倍频脉冲信号进行计数。

实验一增量式码盘原理及应用

实验一增量式码盘原理及应用一、实验目的：1、掌握光电编码器的工作原理与使用方法。

2、掌握T法测速的基本原理。

二、实验设备：1、EM400教学设备一台。

2、计算机一台。

3、双踪示波器一台。

三、实验原理：（一）光电编码器的工作原理以最常用的增量式光电编码器说明其原理（如图1-1）：图1-1增量式光电编码器的工作原理1发光二极管2光电圆盘3转盘缝隙4遮光板ABC光敏元件光电圆盘与被测轴连接，光线通过光电圆盘和遮光板的缝隙，在光电元件上形成明暗交替变化的条纹，在A、B光敏元件上产生近似于正弦波的电流信号，经放大整形电路变成相位相差90°的方波信号，如图1-2所示。

轴每转动一圈，只产生一个C相脉冲，用做参考零位的标志脉冲，在数控机床的进给控制中，C相脉冲用来产生机床的基准点。

A相和B相的相位差可用作电机的旋转方向判别，若A相超前于B相，对应电机作正向运动；反之，对应电机作反向运动。

该方波的前沿或后沿产生的计数脉冲，可以形成代表正向和反向位置的脉冲序列。

此外，在实际应用中，为了提高编码器信号的传输能力和抗干扰能力，每一相都以差分形式输出，如A相有A和A/一起差动输出。

A相B相C相图1-2光电编码器输出波形（二）编码器测速原理：在闭环伺服系统中，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。

由于PMAC控制器采用的是T法测速，所以以下只对T法测速进行介绍。

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1-3。

IPM特点和光电编码器测速原理

IPM的一般特点IPM与以往IGBT模块及驱动电路的组件相比具有如下特点1．内含驱动电路。

设定了最佳的IGBT驱动条件，驱动电路与IGBT的距离很短，输出阻抗很低，因此，不需要加反向偏压力。

所需要电源为下桥臂1组，上桥臂3组，共4组。

2．内含过电流保护（OC），短路保护（SC）。

由于是通过检测各IGBT集电极电流实现保护的，故不管哪个IGBT发生异常，都能保护，特别是下桥臂和对地短路的保护。

3．内含驱动电源欠电压保护（UV）。

每个驱动回路都具有UV保护功能。

当驱动电源电压Ucc小于规定值Uuv时，产生欠电压保护。

4．内含过热保护（OH）。

OH是防止IGBT，FRD（快恢复二极管）过热的保护功能。

IPM模块内部的绝缘基板上设有温度检测元件，检测绝缘基板温度TcOH（IGBT，FRD芯片异常发热后的保护动作比较慢）。

R-IPM进一步在各IGBT芯片内设有温度检测元件，对于芯片的异常发热能高速实现OH保护（TJOH）。

5．内含报警输出（ALM）。

ALM是向外部输出故障报警的一种功能，当OH 及下桥臂OC，TjOH，UV保护动作时，通过向控制IPM的微处理器输出异常信号，能切实停止系统。

6．内含制动电路。

和逆变桥一样，内含IGBT，FRD，驱动回路，保护回路，加上电能释放电阻可构成制动回路。

7．采用陶瓷绝缘结构，可直接装在散热器上，散热效果好，输入输出控制器端子并排一列，间距为标准2.54mm，用一个通用插件即可连接。

利用导针，也很容易插入印刷电路板插头。

直流输入（P，N），制动单元输出（B）及变频输出（U，V，W）端子各自安排得很靠近，使主回路配线方便。

主接线端用M5螺钉，可以作为大电流连接，主接线端和控制端子都用螺钉或插件，不需要烙铁焊接，拆卸也很方便。

本设计中采用三菱PM20CSJ060 IPM。

该款智能功率模块是第三代高频IPM 产品。

采用绝缘基板工艺，内置优化后的栅级驱动和保护电路，适合用于频率高达20KHZ功率变换场合。

光电编码器的工作原理

1.光电编码器的工作原理光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。

这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。

光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。

由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。

此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90º的两路脉冲信号。

根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。

根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。

1.1增量式编码器增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90º，从而可方便地判断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。

它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。

其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。

1.2绝对式编码器绝对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。

这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。

显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有 N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N条码道。

目前国内已有16位的绝对编码器产品。

绝对式编码器是利用自然二进制或循环二进制（葛莱码）方式进行光电转换的。

绝对式编码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形，绝对编码器可有若干编码，根据读出码盘上的编码，检测绝对位置。

光电码盘测速原理

光电码盘测速原理光电码盘是一种常用的测速装置，它通过利用光电传感器和编码盘的工作原理来实现对物体运动速度的测量。

光电码盘主要由发光二极管、光敏二极管和编码盘三部分组成。

光电传感器是光电码盘的核心部件之一，它包括一个发光二极管和一个光敏二极管。

发光二极管是一种能将电能转换为光能的器件，当通过它加上正向电压时，它会发出一束可见光。

光敏二极管则是一种能将光能转换为电能的器件，当有光照射到它上面时，它会产生一个与光照强度成正比的电流。

编码盘是光电码盘的另一个重要组成部分，它通常是一个圆盘或者环形的光栅板。

光栅板上通常有许多等距的透明窗口和不透明窗口。

当编码盘与光电传感器之间有物体通过时，光电传感器会检测到透明窗口和不透明窗口的变化，并将其转换为电信号输出。

基于光电码盘的测速原理，我们可以通过以下步骤来实现测速：1. 安装光电码盘：将光电码盘安装在需要测速的物体上，例如车辆的车轮或者机械设备的主轴。

2. 连接电路：将光电传感器与电路连接，确保电路正常工作。

一般来说，光电传感器的发光二极管端接在一个恒定电压源上，光敏二极管端接在一个放大电路上。

3. 接收信号：当物体运动时，光电传感器会感知到光栅板的透明窗口和不透明窗口的变化，并将其转换为电信号输出。

4. 信号处理：接收到的电信号会经过放大电路进行处理，以增强信号的强度，然后再经过滤波电路进行滤波，以去除噪声信号。

5. 计算速度：最后，根据接收到的信号的频率和光栅板的结构参数，我们可以通过计算来得到物体的运动速度。

光电码盘的测速精度取决于光栅板上透明窗口和不透明窗口的数量，窗口的宽度以及物体的运动速度。

光电码盘测速原理的优点是测量精度高，响应速度快，适用于各种场合的测速需求。

它广泛应用于工业自动化控制、运动控制、机器人技术、汽车行业等领域。

光电码盘测速原理是基于光电传感器和编码盘的工作原理，通过感知光栅板的透明窗口和不透明窗口的变化来实现对物体运动速度的测量。

完整word版,光电编码器的工作原理剖析

1.光电编码器的工作原理光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。

这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。

光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。

由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。

此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90º的两路脉冲信号。

根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。

根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。

1.1增量式编码器增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90º，从而可方便地判断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。

它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。

其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。

1.2绝对式编码器绝对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。

这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。

显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有 N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N条码道。

目前国内已有16位的绝对编码器产品。

绝对式编码器是利用自然二进制或循环二进制（葛莱码）方式进行光电转换的。

绝对式编码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形，绝对编码器可有若干编码，根据读出码盘上的编码，检测绝对位置。