编码盘测速原理
测速编码器工作原理
测速编码器工作原理测速编码器是一种用于测量物体运动速度的设备，它在工业自动化领域得到广泛应用。
测速编码器通过测量物体相对于编码器的位移来计算其速度。
它可以精确地测量高速运动物体的速度，并提供实时的速度反馈。
测速编码器的工作原理基于光电传感技术。
它由编码盘和光电传感器组成。
编码盘上有许多等距分布的孔洞，光电传感器则位于编码盘的一侧。
当物体运动时，编码盘也会随之旋转。
光电传感器通过检测编码盘上的孔洞来确定物体的位移和速度。
光电传感器通常使用红外线或激光作为光源。
当孔洞通过光电传感器时，光电传感器会产生一个脉冲信号。
通过计算脉冲信号的数量和时间间隔，可以确定物体的位移和速度。
测速编码器可以根据应用需求选择不同的编码盘类型。
常见的编码盘类型包括光栅编码盘、光栅带编码盘和磁性编码盘。
光栅编码盘是最常见的类型，它具有高分辨率和精确度。
光栅带编码盘是一种灵活可调的编码盘，可以根据需要进行切割和连接。
磁性编码盘则使用磁性材料制成，具有较高的耐用性和适应性。
测速编码器还可以根据输出信号类型进行分类。
常见的输出信号类型包括脉冲输出和模拟输出。
脉冲输出是最常见的类型，它通过脉冲信号来表示物体的位移和速度。
模拟输出则将物体的位移和速度转换为模拟电压或电流信号。
测速编码器的精度取决于多个因素，包括编码盘的分辨率、光电传感器的灵敏度和采样频率等。
较高分辨率的编码盘和灵敏度较高的光电传感器可以提供更精确的测量结果。
采样频率越高，测量结果越准确。
测速编码器广泛应用于各个领域，包括机械制造、自动化控制、机器人技术等。
在机械制造中，测速编码器可以用于监测设备运动状态，实现精确控制和定位。
在自动化控制中，测速编码器可以用于反馈控制系统，实时调整设备运行速度。
在机器人技术中，测速编码器可以用于实现机器人运动轨迹规划和执行。
总之，测速编码器是一种重要的测量设备，它通过测量物体相对于编码器的位移来计算其速度。
它具有高精度、实时性强的特点，并广泛应用于各个领域。
编码器测速原理讲解
第四届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告附件B 起跑线识别算法的研究[注]学校：西北师范大学队伍名称：瞬之队参赛队员：陈有生孙越汪国强带队教师：摆玉龙严春满关于技术报告和研究论文使用授权说明本人完全了解第四届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定，即：参赛作品著作权归参赛者本人，比赛组委会和飞思卡尔半导体公司可以在相关主页上收录并公开参赛作品的设计方案、技术报告以及参赛模型车的视频、图像资料，并将相关内容编纂收录在组委会出版论文集中。
参赛队员签名：带队教师签名：日期：目 录创新点 (1)第一章引言 (2)1.1 Freescale车模比赛简介 (2)1.2 发展现状 (3)1.3 章节安排 (3)第二章系统整体框架 (5)2.1 系统框架 (5)2.1.0 主要模块 (5)2.1.1 工作过程 (6)2.2 系统软件 (6)2.3 方案简介 (7)第三章机械结构与调整 (8)3.1 机械机构的安装 (8)3.1.1 舵机的安装 (9)3.1.2 光电编码器的安装 (9)3.1.3 系统版的安装 (10)3.1.4 总体布局 (10)3.2 机械调整 (11)3.2.1 主销内倾 (11)3.2.2 主销后倾 (11)3.2.3 前轮外倾角 (12)3.2.4 前后轮前束 (12)3.3.5 车体重心 (12)第四章硬件电路的设计与实现 (13)4.1最小系统板的设计 (13)4.2 电源模块 (14)4.3电机驱动模块 (16)4.4摄像头 (19)4.5速度传感器 (20)4.6串口和模式选择 (21)第五章软件系统设计与实现 (22)5.1 HSC12控制软件主要理论 (22)5.2 软件各功能模块设计 (22)5.2.1 时钟模块 (22)5.2.2 PWM输出模块 (22)5.2.3 ECT模块 (22)5.3 图像采集 (25)5.4 图像处理 (27)5.4.1 二值化算法 (27)5.4.2 黑线提取流程 (28)5.5 控制算法 (30)5.5.1 PID简介 (30)5.5.2 模拟PID与数字PID (30)5.5.3 PID控制原理 (31)5.5.4 位置式PID与增量式PID (32)5.5.5 PID各环节作用 (32)5.6 路径识别 (34)5.7 舵机控制 (34)5.8 电机控制 (35)第六章开发工具及调试 (37)6.1 上位开发工具 (37)6.2 串口调试工具 (38)6.3 车模技术参数表格 (39)结论 (40)致谢 (41)参考文献 (41)附录A (42)附录B (68)竞速车模的电子控制系统设计：本文详细介绍了以第四届全国飞思卡尔智能车大赛为背景的竞速车模自摘要：动循线控制系统方案。
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。
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。
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。
编码器工作原理
编码器工作原理篇一：编码器工作原理编码器工作原理,光电编码器的工作原理分析作者：佚名来源：发布时间：20XX-3-815:18:00[收藏][评论]编码器工作原理,光电编码器的工作原理分析编码器工作原理绝对脉冲编码器:Apc增量脉冲编码器:spc两者一般都应用于速度控制或位置控制系统的检测元件.旋转编码器是用来测量转速的装置。
它分为单路输出和双路输出两种。
技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。
单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组相位差90度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。
增量型编码器与绝对型编码器的区分编码器如以信号原理来分，有增量型编码器,绝对型编码器。
增量型编码器(旋转型)工作原理:由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、b、c、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将c、D信号反向，叠加在A、b两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。
由于A、b两相相差90度，可通过比较A相在前还是b相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。
编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。
分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5~10000线。
信号输出:信号输出有正弦波（电流或电压）,方波（TTL、hTL）,集电极开路（pnp、npn）,推拉式多种形式，其中TTL为长线差分驱动（对称A,A-;b,b-;Z,Z-）,hTL也称推拉式、推挽式输出，编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。
编码器工作原理及作用
编码器工作原理及作用工作原理德国siko编码器由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。
由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。
编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。
分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5~10000线。
作用它是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器，这些脉冲能用来控制角位移，如果编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起，也可用于测量直线位移。
编码器产生电信号后由数控制置CNC、可编程逻辑控制器PLC、控制系统等来处理。
这些传感器主要应用在下列方面：机床、材料加工、电动机反馈系统以及测量和控制设备。
在ELTRA编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。
读数系统是基于径向分度盘的旋转，该分度由交替的透光窗口和不透光窗口构成的。
此系统全部用一个红外光源垂直照射，这样光就把盘子上的图像投射到接收器表面上，该接收器覆盖着一层光栅，称为准直仪，它具有和光盘相同的窗口。
接收器的工作是感受光盘转动所产生的光变化，然后将光变化转换成相应的电变化。
一般地，旋转编码器也能得到一个速度信号，这个信号要反馈给变频器，从而调节变频器的输出数据。
故障现象：1、旋转编码器坏（无输出）时，变频器不能正常工作，变得运行速度很慢，而且一会儿变频器保护，显示“PG断开”。
光电编码盘测量电机速实验实验报告
实验七电机测速及悬浮实验
Temp=Counter+((End-Start+1)>>1); if(Type^(lValue<Temp)) { if(Type) Counter=Temp; Start=(Start+End+1)>>1; Type=false; } else { if(!Type) Counter=Temp; End=(Start+End-1)>>1; Type=true; } } return Start; }
实验七电机测速及悬浮实验
由上面的数据可看出.如果,按照序号 01327645 的方式遍历循环码.其编码实值是按自然 数顺序排列.反之,如果按此顺序遍历其二进制实值.则会发现遍历过的数据的个数减一即为 二进制码所对应循环码的实值.再观察序号顺序,我们会发现: 如果把二进制码分半,前半部分 从前向后遍历,后半部从后向前遍历.如果分半部分可再分,则再将其分半.并按照前半部分从 前向后遍历(分解),后半部分从后向前遍历的方式遍历(分解).直到不可分.即可实现按序号所 描述顺序遍历二进制码.如果,按此顺序遍历二进制码,我们可以很方便地在序列中找到所要 的二进制码与其对应的循环码.本思想可以很方便地用递归实现.这样就实现了二进制到循环 码的转换.同样,循环码到二进制的转换,也可以用相同的方法推出.为了加快运算,我们跳过不 必要的遍历将递归改为递推.这样就实现了循环码与二进制之间的快速转换.此算法的时间复 杂度约为 O(n),n 为要转换数据的 BIT 数.
main() {
实验七电机测速及悬浮实验
long input=0; #ifdef test //程序测试部分 clock_t cStart,cEnd; unsigned long dTime; cStart=clock(); for (input=0;input<9999999;input++)
光电编码器的原理及应用
各输出形式的特点：
单通道连接：用于单方向计数，单方向测速。不适 用于变频器反转。
A,B通道连接：用于正反向计数，判断正反向和测速 。
A,B,Z通道连接：用于带参考位修正的位置测量。
A,A-,B,B-,Z,Z-连接：由于带有对称负信号的连接 ，电流对于电缆贡献的电磁场为0，衰减较少，抗 干扰最佳，可传输较远的距离。
工作原理图
零位 外圈 内圈
பைடு நூலகம்
光电 转换
零位脉冲 A相脉冲 B相脉冲
编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻 璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性 好，精度高；金属码盘直接以通和不通刻线，不 易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制 ，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级；塑料 码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性 、寿命均要差一些。
对于多转绝对值旋转编码器
编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理，当中心码盘旋转时，通过齿轮传动另一 组码盘(或多组齿轮，多组码盘)，在单圈编码的基础上再增加圈数的编码，以扩大编码器 的测量范围，这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器，它同样是由机械位置确定编码 ，每个位置编码唯一不重复，而无需记忆。 多圈编码器另一个优点是由于测量范围大， 实际使用往往富裕较多，这样在安装时不必要费劲找零点， 将某一中间位置作为起始点 就可以了，而大大简化了安装调试难度。
• 由于采用固定脉冲信号，因此旋转角 度的起始位可以任意设定
• 由于采用相对编码，因此掉电后旋转 角度数据会丢失需要重新复位
注：旋转增量值编码器以转动时输出脉冲，通过计数设备来计算其 位置，当编码器不动或停电时，依靠计数设备的内部记忆来记住 位置。这样，当停电后，编码器不能有任何的移动，当来电工作 时，编码器输出脉冲过程中，也可能有干扰而丢失脉冲，不然， 计数设备计算并记忆的零点就会偏移，而且这种偏移的量是无从 知道的，只有错误的结果出现后才能知道。 解决的方法是增加参考点，编码器每经过参考点，将参考位 置修正进计数设备的记忆位置。在参考点以前，但不能保证位置 的准确性的。在工控中就有每次操作先找参考点，开机找零等方 法。
编码器的工作原理及应用
编码器的工作原理及应用概述编码器是一种光电转换器件，用于将机械位置或动作转化为数字信号，常用于测量、控制和位置反馈等应用。
编码器广泛应用于自动化控制系统、机器人、数控机床、电梯等领域。
工作原理编码器的工作原理主要基于光电传感器和编码盘之间的相互作用。
1.光电传感器光电传感器通常包含发光器和接收器。
发光器发射光束，而接收器接收被反射的光束。
当物体靠近或远离光电传感器时，光束的反射程度会发生变化。
2.编码盘编码盘是一个圆形或圆环形的盘片，其表面分成若干等分。
线型编码盘是在编码盘上绘制一条连续的、等分的线条。
脉冲编码盘是在盘上刻上若干等距的脉冲。
3.工作原理当编码器与物体一起旋转或移动时，物体上的编码盘与光电传感器之间的光束会发生干涉。
通过检测光束的变化，可以测量物体的运动状态。
编码器将光电传感器接收到的信号转化为数字信号输出。
应用编码器具有很广泛的应用范围。
1.位置测量编码器可将物体的位置转化为数字信号，用于测量位置。
例如，机械手臂中的关节可以通过编码器测量其运动的角度和位置，从而实现精确的控制。
2.自动化控制系统编码器常用于自动化控制系统中的位置反馈和位置控制。
例如，在数控机床中，编码器用于测量工作台的位置，以实现精确的切削。
3.速度测量编码器可通过计算单位时间内脉冲的数量来测量物体的速度。
这对于需要实时监控物体运动状态的应用非常有用，如电梯上行/下行的速度控制。
4.姿态测量编码器可以被用于测量物体的倾斜角度和方向。
在飞行器中，编码器可测量航向、俯仰和横滚角。
5.机器人技术编码器在机器人技术中发挥着重要的作用。
编码器可以用于测量机器人关节的位置信息，实现精确的手臂控制和运动轨迹规划。
6.电动汽车在电动汽车中，编码器用于测量电机的旋转角度和速度，实现对电机的精确控制。
7.医疗设备编码器在医疗设备中也经常应用。
例如，编码器可以用于精确测量手术台或治疗设备的位置和角度。
结论编码器是一种重要的光电转换器件，其工作原理基于光电传感器和编码盘之间的相互作用。
码盘工作原理
码盘工作原理
码盘，也被称为编码器或旋转编码器，是一种能够将转动角度转化成数字信号的装置。
它通常由一个旋转轴和与之相连的一个或多个旋转码盘组成。
那么，码盘是如何工作的呢？
码盘中最常见的是光电式码盘，它由一个发光二极管和一个光敏二极管阵列组成。
发光二极管会向旋转码盘上的条形透光孔发出光束，透过透光孔的光线再次被光敏二极管阵列接收。
光敏二极管阵列会将接收到的光线信号转换成电信号，经过处理后输出给系统。
旋转码盘上的条形透光孔是按照一定规律排列的，例如每个透光孔的间距、宽度都是相同的。
当旋转码盘转动时，光线会穿过透光孔，被光敏二极管阵列接收。
根据光线通过透光孔的顺序不同，以及光线通过透光孔的时间差异，系统就能够判断旋转码盘的转动方向和角度。
为了提高编码器的精度和稳定性，码盘通常会采用多层结构。
例如，一个旋转码盘上可以覆盖两层透光孔，两层透光孔的条形排列方式不同，这样能够提高编码器的分辨率。
此外，多层结构还能够减少光线穿过透光孔时的测量误差，从而提高编码器的稳定性。
除了光电式码盘之外，磁性码盘和电容式码盘也是常见的码盘类型。
磁性码盘的原理类似于光电式码盘，只不过透光孔被磁性条替代了。
电容式码盘则是利用旋转码盘上的金属电极和系统中的电容传感器
之间的变化来进行测量。
总的来说，码盘是一种将旋转角度转化为数字信号的装置。
通过透光孔、磁性条或金属电极等方式，它能够将旋转角度转化为电信号，输出给系统。
不同类型的码盘原理略有不同，但都能够实现旋转角度的测量。
拉线编码器的工作原理
拉线编码器是一种用于测量位置、速度和方向的传感器。
它通过测量旋转或线性运动
来产生数字脉冲输出，从而确定物体的位置和运动状态。
拉线编码器通常由两部分组成：固定在一个位置的传感器和与被测物体连接的旋转或线性运动部件。
工作原理如下：
1. 光电传感器：拉线编码器通常使用光电传感器来检测运动部件上的编码盘。
编码盘
上有一系列的透明和不透明区域，当编码盘旋转时，光电传感器能够检测到这些变化。
2. 脉冲输出：当编码盘旋转时，光电传感器会产生脉冲信号。
这些脉冲信号的数量和
频率取决于旋转的速度和编码盘的结构。
通过计算脉冲的数量和时间间隔，可以确定
被测物体的位置和速度。
3. 解码器：编码器的输出信号通常需要经过解码器进行处理，以便将脉冲信号转换为
可用的位置和速度数据。
解码器可以是硬件电路或者嵌入式系统，它们能够将脉冲信
号翻译成具体的位置和速度数值。
总的来说，拉线编码器的工作原理是基于光电传感器检测编码盘的变化，并通过解码
器将这些变化转换为位置和速度数据。
这使得拉线编码器成为广泛应用于机械设备、
工业自动化和机器人等领域的重要传感器之一。
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。
编码盘
编码盘编码盘或编码尺是一种通过直接编码进行测量的元件，它直接把被测转角或直线位移转换成相应的代码，指示其绝对位置。
这种测量方式没有积累误差，电源切除后位置信息也不丢失。
编码盘的工作原理编码盘或编码尺是一种按一定的编码形式，如二进制编码，二—十进制编码、格莱码或余三码等，将一个圆盘或直尺分成若干等分，并利用电子、光电或电磁器件，把代表被测位移量大小的各等分上的编码转换成便于应用的其他二进制表达方式的测量装置。
下面以接触式编码盘为例说明其工作原理。
图4-24是一个4位二进制编码盘，图中涂黑部分是绝缘的。
码盘的外4圈按导电为“1”、绝缘为“0”组成二进制码。
通常，我们把组成编码的各圈称为码道。
对应4个码道并排安装有4个电刷，电刷经电阻接到电源正极。
编码盘的最里一圈是公用的，与4个码道上的导电部分连在一起，而与绝缘部分断开，该圈接到电源的负极(地)。
编码盘的转轴与被测对象连在一起(如机床丝杠)，编码盘的电刷则装在一个不随被测对象一起运动的部件(如机床本体)上。
当被测对象带动编码盘一起转动时，根据与电刷串联的电阻上有无电流流过，可用相应的二进制代码表示。
如图4-24(b)所示，若编码盘沿顺时针方向转动，就可依次得到0000，0001，0100，…，1111的二进制输出。
用图示二进制代码做的编码盘，由于编码盘制作方面的误差以及由于电刷的安装不准确，有误差，个别电刷微小地偏离其设计位置，将造成很大的测量误差。
图 4-24 编码盘图4-25四位二进制编码盘展开图图4-25是图4-24的4位二进制编码盘的展开图。
当电刷在图4-25(a)所示位置时，该读数应是由1011向1100过渡。
若各电刷严格保持在一条直线上且编码盘制作无误差，读数也就无误差；若电刷安装不准或编码盘制作有误差，如电刷安装位置如图4-25(b)中白色所示，则读数可能会由1011先到1000，再到1100。
类似于这种情况，对于4位二进制编码盘，由于电刷错位会产生从0(0000)到15(1111)之间的读数误差，一般称这种误差为“非单值性误差”。
码表测速原理
码表测速原理作为一种测速工具，码表被广泛应用于各个领域，包括医疗、机械制造、交通运输等。
那么码表的测速原理是什么呢？一、什么是码表码表是一种测量对象运动速度和工件切削速度的仪器。
通常它由计时器和计时系统、传感器和放大器电路、指针系统及显示器组成。
二、码表的测速原理码表采用的是机械式测量原理，利用锥齿轮的效应来测量物体的速度。
它的原理类似于速度计或测速计，它们也是利用物体的运动来测速。
码表的原理是利用了速度的物理量是由位移和时间组成的这一事实。
由于物体的运动是可以用时间、距离和速度来描述的，所以可以从位移和时间的数字上推断出速度。
三、码表的组成1. 计时器和计时系统计时器和计时系统是码表的核心部分，它们决定了码表的测量精度和稳定性。
它们包括计数器、计数器加法器和指针传动机构，以及显示器等。
2. 传感器和放大器电路传感器和放大器电路是码表的关键部分，它们负责将物体运动的机械信号转换为电信号。
当物体运动时，传感器就会产生电信号，该信号然后被放大器电路放大，并被送入计时器和计时系统中。
3. 指针系统及显示器指针系统是用于显示码表测量的速度的仪器。
指针会根据测量值的大小而偏转，显示出速度。
四、码表的使用场景码表广泛应用于研究和开发领域。
例如，它可以用于医疗行业，用于测量心跳和脉搏等生理指标。
在机械制造方面，码表也可以用于测量各种设备的工作速度。
此外，码表还被用于交通运输领域，例如测量船只和飞机的速度。
总之，码表作为一种测速工具，具有较高的精度和可靠性，被广泛应用于各个领域。
它的测量原理是利用物体的位移和时间的关系，所以可以从数字上推断出速度。
代码的组成极其复杂，包括计时器和计时系统、传感器和放大器电路、指针系统及显示器等多个部分。
编码器原理和位置测量
编码器原理和位置测量严格来讲，编码器只会告诉你改如何定位，要如何执行，是需要靠数控系统（或者plc之类控制器）控制伺服或者步进电机来实现定位的，编码器好比人的眼睛，知道电机轴或者负载处于当前某个位置，工业上用的一般是光电类型编码器，下边简单说明一下。
简单说下编码原理和位置测量光电编码器是在一个很薄很轻的圆盘子上，通过严密仪器来腐蚀雕刻了很多条细小的缝，相当于把一个360度，细分成很多等分，比方成1024组，这样每组之间的角度差是360/1024度=0.3515625度。
然后有个精细的发光源，安装在码盘的一面，码盘的另外一面，会有个接收器之类的，使用了光敏电阻这些元件加放大和整形电路组成，这样码盘转动时候，有缝隙的地方会透光过去，接收器会瞬间收到光脉冲，经过电路处理后，输出一个电脉冲信号，这样码盘旋转了一周，会对应输出1024个脉冲，第一个脉冲位置如果是0，第二个脉冲位置就是0.3515625°，第三个脉冲位置是0.3515625°*2，以此类推，这样只要有仪器能读到脉冲个数，就可以知道码盘对应在什么位置了，如果把编码器安装到电机的轴上，电机轴和码盘是刚性连接，两者的位置关系会一一对应，通过读编码器脉冲，就可以知道电机的轴位置。
而电机轴，比方会通过同步带，齿轮，链条等带动一些负载，比方控制丝杆，这样会有个所谓电子齿轮比的关系，电机转一圈，丝杆会前进多少毫米，这样读到了对应编码器上输出多少给脉冲，通过脉冲数就可以反推出当前丝杆的位置。
但是编码器是圆的，如果无限制旋转下去，角度会无穷大，所以设计了一种增量型的编码器，转一圈，会输出三组信号ABZ，其中AB是一样的脉冲，比方上边说的一圈有1024个脉冲，AB相脉冲对应一圈内的圆周角度，https:///版权所有！而且两种脉冲是处于正交状态的，如果是正反转，通过判断AB相脉冲的上升沿和下降沿的先后顺序，就可以知道编码器当前是顺时针还是逆时针方向旋转的，另外有个Z相脉冲，是因为圆周虽然会不停转下去，角度会无穷无尽，但是都是一周一周的重复而已，零相脉冲固定在圆周某个位置，编码器每转一圈，只输出一个零相脉冲，这样如果以Z相脉冲为基准点，这样每次读到这个脉冲时候，系统就清零一次，就可以让角度最大值控制在360°以内，相当于一个零基准点了。