编码器工作原理
编码器工作原理
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编码器工作原理
编码器是一种用于将机械运动转化为数字信号的装置。
它通常由一个旋转轴和一个光学或磁性传感器组成。
编码器的工作原理是通过测量旋转轴的位置和速度来生成相应的数字信号。
1. 光学编码器的工作原理:
光学编码器使用光学传感器来检测旋转轴的位置和速度。
它包含一个光源和一个光敏元件。
光源发出光束,经过旋转轴上的光栅或编码盘后被光敏元件接收。
光栅或编码盘上的刻线会使光束产生变化,光敏元件会将这些变化转化为电信号。
通过测量光敏元件接收到的电信号的变化,可以确定旋转轴的位置和速度。
2. 磁性编码器的工作原理:
磁性编码器使用磁性传感器来检测旋转轴的位置和速度。
它包含一个磁性编码盘和一个磁性传感器。
磁性编码盘上有一些磁性标记,当旋转轴旋转时,磁性传感器会感应到这些标记的磁场变化。
通过测量磁性传感器接收到的磁场变化,可以确定旋转轴的位置和速度。
编码器的输出通常是一个数字信号,可以是脉冲信号或者是数字序列。
脉冲信号的频率和方向表示旋转轴的速度和方向,而数字序列则可以被解码为旋转轴的绝对位置。
编码器在许多领域都有广泛的应用,例如机械工程、自动化控制和机器人技术等。
它们可以用于测量旋转轴的位置和速度,实现精确的位置控制和运动控制。
编码器的工作原理使其成为现代工业中不可或缺的设备之一。
编码器工作原理
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编码器工作原理编码器是一种常见的电子设备,用于将物理量转换为数字信号或编码信号。
它通常用于测量、控制和通信系统中。
下面将详细介绍编码器的工作原理。
一、编码器的基本原理编码器的基本原理是利用光、磁、电或机械等物理效应来实现信号的转换。
根据不同的工作原理,编码器可以分为光电编码器、磁编码器、电容编码器、电感编码器和机械编码器等多种类型。
二、光电编码器的工作原理光电编码器是一种常用的编码器类型,它利用光电传感器和光栅来实现信号的转换。
光栅是由透明和不透明的条纹组成的,当光栅旋转时,光传感器会检测到光栅上的条纹变化,从而产生脉冲信号。
具体工作原理如下:1. 光电传感器发射一束光线照射在光栅上。
2. 光栅上的条纹会使光线发生衍射,形成一个周期性的光斑。
3. 光电传感器检测到光斑的变化,并将其转换为电信号。
4. 通过计算脉冲的数量和方向,可以确定光栅的位置和运动方向。
三、磁编码器的工作原理磁编码器是利用磁场变化来实现信号转换的编码器类型。
它通常由磁头和磁性标尺组成。
磁头感应到磁性标尺上的磁场变化,并将其转换为电信号。
具体工作原理如下:1. 磁头感应到磁性标尺上的磁场变化。
2. 磁性标尺上的磁场变化可以通过改变磁极的极性、磁场的大小或磁场的方向来实现。
3. 磁头将磁场变化转换为电信号。
4. 通过计算脉冲的数量和方向,可以确定磁性标尺的位置和运动方向。
四、电容编码器的工作原理电容编码器是利用电容变化来实现信号转换的编码器类型。
它通常由固定电容和可变电容组成。
可变电容的值随着物体的位置或运动而变化,从而产生电信号。
具体工作原理如下:1. 固定电容和可变电容组成一个电容电路。
2. 可变电容的值随着物体的位置或运动而变化。
3. 电容变化导致电路中的电荷变化,产生电信号。
4. 通过测量电信号的大小和变化,可以确定物体的位置和运动方向。
五、电感编码器的工作原理电感编码器是利用电感变化来实现信号转换的编码器类型。
它通常由固定电感和可变电感组成。
编码器工作原理
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编码器工作原理编码器是一种常用的电子设备,用于将输入的信号转换为特定的编码形式,以便于传输、存储和处理。
编码器工作原理涉及信号转换、编码方式和工作流程等方面。
一、信号转换编码器的基本功能是将输入信号转换为数字信号或者摹拟信号,以便于后续的处理。
信号转换通常包括以下几个步骤:1. 信号采集:编码器通过传感器或者接口电路采集输入信号。
例如,光电传感器可以采集光线的强弱,而旋转编码器可以采集旋转角度。
2. 信号放大:采集到的信号通常较弱,需要经过放大电路进行增强,以保证后续处理的准确性和稳定性。
3. 信号滤波:对采集到的信号进行滤波处理,去除噪声和干扰,提高信号质量。
常用的滤波方式包括低通滤波、高通滤波和带通滤波等。
4. 信号调整:根据实际需求,对信号进行调整,如幅度调整、相位调整等。
调整后的信号更适合后续的编码处理。
二、编码方式编码器根据不同的应用需求,采用不同的编码方式来表示输入信号。
常见的编码方式有以下几种:1. 数字编码:将输入信号转换为数字形式,通常使用二进制码表示。
例如,十进制数可以转换为二进制数,方便计算机进行处理。
2. 摹拟编码:将输入信号转换为摹拟形式,通常使用摹拟电压或者电流表示。
例如,音频信号可以转换为摹拟电压信号,方便音频设备进行处理。
3. 脉冲编码:将输入信号转换为脉冲形式,通常使用脉冲宽度、脉冲间隔或者脉冲数量表示。
例如,位置编码器可以将位置信息转换为脉冲数量,方便测量和控制。
4. 字符编码:将输入信号转换为字符形式,通常使用ASCII码或者Unicode码表示。
例如,键盘输入的字符可以转换为对应的字符编码,方便计算机进行处理和显示。
三、工作流程编码器的工作流程通常包括以下几个步骤:1. 信号输入:将待编码的信号输入到编码器中。
输入信号可以是来自传感器、接口电路或者外部设备的信号。
2. 信号转换:根据编码器的工作原理,将输入信号转换为特定的编码形式。
转换方式可以是数字转换、摹拟转换、脉冲计数或者字符编码等。
编码器工作原理
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编码器工作原理编码器是一种用于将输入信号转换为特定编码形式的设备。
它在许多领域中被广泛应用,如自动化控制系统、数码通信、机器人技术等。
本文将详细介绍编码器的工作原理和常见的编码器类型。
一、编码器的基本原理编码器的工作原理基于信号的编码和解码过程。
它将输入信号转换为特定的编码形式,以便在接收端进行解码和处理。
编码器通常由两个主要部分组成:输入部分和输出部分。
输入部分接收来自传感器或其他输入设备的信号,并将其转换为数字信号或模拟信号。
输出部分将编码后的信号传输给接收端进行解码。
编码器的工作原理可以简单描述为以下几个步骤:1. 信号输入:编码器接收来自传感器或其他输入设备的信号。
这些信号可以是模拟信号(如电压、电流)或数字信号(如脉冲信号)。
2. 信号编码:编码器将输入信号转换为特定的编码形式。
常见的编码方式包括二进制编码、格雷码、脉冲编码等。
编码的目的是将输入信号转换为一系列离散的编码值,以便在传输和解码过程中能够准确还原原始信号。
3. 编码传输:编码后的信号通过传输介质(如电缆、光纤)传输到接收端。
传输过程中可能会受到噪声和干扰的影响,因此编码器通常采用一定的纠错码或差错检测机制以提高传输可靠性。
4. 信号解码:接收端接收到编码后的信号后,进行解码处理。
解码器根据编码器的编码规则,将接收到的编码信号转换为原始信号。
5. 信号输出:解码后的信号输出给后续的处理设备或系统,以实现相应的功能。
二、常见的编码器类型1. 绝对值编码器:绝对值编码器将每个位置的编码值与特定的位置对应,能够准确表示位置信息。
常见的绝对值编码器包括光电编码器、磁性编码器等。
2. 增量式编码器:增量式编码器输出的编码值与位置信息相关,但无法准确表示位置。
它通常输出两个相位差异的信号,用于测量位置的变化和速度。
增量式编码器常用于测量旋转运动或线性位移。
3. 旋转编码器:旋转编码器用于测量旋转运动,通常采用光电传感器和光栅等技术。
它可以输出角度信息和方向信息,广泛应用于机械控制和位置测量领域。
编码器工作原理
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编码器工作原理编码器是一种电子设备,用于将输入的模拟信号或数字信号转换为特定的编码形式,以便于传输、存储或处理。
它在许多领域中广泛应用,如通信、自动化控制、计算机科学等。
工作原理:编码器的工作原理基于信号的编码和解码过程。
它接收输入信号,并将其转换为特定的编码形式。
下面将介绍两种常见的编码器工作原理。
1. 模拟编码器工作原理:模拟编码器将连续变化的模拟信号转换为数字编码。
它通常由两个主要部分组成:采样和量化。
- 采样:编码器以一定的采样率对输入信号进行采样。
采样率决定了编码器对信号的精度和准确性。
较高的采样率可以提供更准确的编码结果。
- 量化:采样后的信号被量化为离散的数值。
量化过程将连续的模拟信号映射到有限数量的离散级别。
量化级别的数量决定了编码器的分辨率。
较高的分辨率可以提供更精确的编码结果。
2. 数字编码器工作原理:数字编码器将数字信号转换为另一种数字编码形式。
它通常由两个主要部分组成:编码和解码。
- 编码:编码器将输入的数字信号转换为特定的编码形式。
常见的编码方式包括二进制编码、格雷码等。
编码过程可以通过逻辑电路或算法实现。
- 解码:解码器将编码后的信号重新转换为原始的数字信号。
解码过程与编码过程相反,可以使用逻辑电路或算法实现。
应用:编码器在许多领域中都有广泛的应用。
- 通信:编码器用于数字通信系统中的信号传输和接收。
它可以将模拟信号转换为数字信号,以便于传输和处理。
常见的应用包括音频编码、视频编码等。
- 自动化控制:编码器用于自动化控制系统中的位置和速度测量。
它可以将物理量(如角度、位移)转换为数字信号,用于控制系统的反馈和监测。
- 计算机科学:编码器用于计算机科学中的数据压缩和加密。
它可以将大量的数据转换为较小的编码形式,以便于存储和传输。
同时,编码器也可以用于数据加密,保护数据的安全性。
总结:编码器是一种将输入信号转换为特定编码形式的电子设备。
它的工作原理基于信号的编码和解码过程。
编码器工作原理
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编码器工作原理编码器是一种常见的电子设备,用于将物理量转换成数字信号或者编码形式,以便于处理和传输。
它在许多领域中都有广泛的应用,例如工业自动化、通信系统、机器人技术等。
本文将详细介绍编码器的工作原理。
一、编码器的基本原理编码器的基本原理是通过测量和转换输入物理量来生成相应的输出编码。
常见的编码器有旋转编码器和线性编码器两种。
1. 旋转编码器旋转编码器主要用于测量旋转角度或者位置。
它通常由一个旋转轴和一个带有刻度的圆盘组成。
当旋转轴转动时,圆盘上的刻度会与一个传感器进行接触或者挨近,从而生成相应的输出信号。
旋转编码器可以分为增量式编码器和绝对式编码器两种类型。
- 增量式编码器:增量式编码器通过测量旋转轴的角度变化来生成脉冲信号。
它通常由一个光电传感器和一个光栅刻度组成。
当旋转轴旋转时,光栅刻度会使光线在光电传感器上产生脉冲变化,从而生成输出信号。
增量式编码器可以提供角度变化的方向和速度信息。
- 绝对式编码器:绝对式编码器可以直接测量旋转轴的绝对位置。
它通常由一个光电传感器和一个二进制码盘组成。
二进制码盘上的光栅刻度会使光线在光电传感器上产生特定的脉冲组合,从而生成输出信号。
绝对式编码器可以提供旋转轴的精确位置信息。
2. 线性编码器线性编码器主要用于测量直线位移或者位置。
它通常由一个测量尺和一个传感器组成。
当测量尺挪移时,传感器会测量到相应的位移并生成输出信号。
线性编码器可以分为增量式编码器和绝对式编码器两种类型。
- 增量式编码器:增量式线性编码器通过测量测量尺的位移变化来生成脉冲信号。
它通常由一个光电传感器和一个光栅尺组成。
当测量尺挪移时,光栅尺上的光栅刻度会使光线在光电传感器上产生脉冲变化,从而生成输出信号。
增量式线性编码器可以提供位移变化的方向和速度信息。
- 绝对式编码器:绝对式线性编码器可以直接测量测量尺的绝对位置。
它通常由一个光电传感器和一个二进制码尺组成。
二进制码尺上的光栅刻度会使光线在光电传感器上产生特定的脉冲组合,从而生成输出信号。
编码器工作原理
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编码器工作原理编码器是一种用于将输入信号转换成特定输出信号的设备。
它广泛应用于自动控制系统、通信系统、数码产品等领域。
本文将详细介绍编码器的工作原理和其常见的工作方式。
一、编码器的基本原理编码器的基本原理是将输入信号转换成特定的输出信号,以实现信息的编码和传输。
它通常由输入部份、编码部份和输出部份组成。
1. 输入部份:输入部份接收来自外部的输入信号,可以是电流、电压、光信号等。
输入信号的特点决定了编码器的适合范围和工作方式。
2. 编码部份:编码部份是编码器的核心部份,它将输入信号转换成特定的编码形式。
常见的编码方式有脉冲编码、格雷码、二进制编码等。
不同的编码方式适合于不同的应用场景。
3. 输出部份:输出部份将编码部份生成的编码信号转换成输出信号,可以是电流、电压、光信号等。
输出信号的特点决定了编码器的输出方式和使用方式。
二、编码器的工作方式编码器的工作方式主要分为绝对编码和增量编码两种。
1. 绝对编码:绝对编码器可以直接读取出物体的精确位置信息,不需要通过计数或者复位等操作。
它的工作原理是将每一个位置对应一个惟一的编码,通过读取编码信号来确定物体的位置。
绝对编码器通常具有高精度和高分辨率的特点,适合于对位置要求较高的应用。
2. 增量编码:增量编码器通过计数脉冲的方式来确定物体的位置。
它的工作原理是将物体的运动转换成脉冲信号,通过计数脉冲的数量和方向来确定物体的位置和运动状态。
增量编码器通常具有较低的成本和较简单的结构,适合于对位置要求不太严格的应用。
三、编码器的应用领域编码器广泛应用于各个领域,以下是一些常见的应用领域:1. 自动控制系统:编码器可以用于测量和控制机械设备的位置、速度和角度等参数,实现精确的运动控制。
2. 通信系统:编码器可以用于数字通信系统中的信号编码和解码,实现信息的传输和处理。
3. 数码产品:编码器可以用于数码相机、数码音乐播放器等产品中的位置和控制功能,提供更好的用户体验。
编码器工作原理
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编码器工作原理编码器是一种用于将物理量转换为数字信号的设备,常用于测量和控制系统中。
它可以将输入的摹拟信号转换为数字信号,以便计算机或者其他数字设备进行处理和分析。
编码器的工作原理取决于其类型,包括旋转编码器和线性编码器。
1. 旋转编码器工作原理:旋转编码器主要用于测量旋转运动,例如测量机电转速或者位置。
它通常由一个旋转轴和一个固定的编码盘组成。
编码盘上有一系列刻度线或者孔,旋转轴上安装有一个光电传感器。
当旋转轴转动时,光电传感器会检测到刻度线或者孔的变化,并将其转换为数字信号。
根据刻度线或者孔的数目,可以确定旋转轴的位置或者旋转速度。
2. 线性编码器工作原理:线性编码器主要用于测量直线运动,例如测量机床的挪移距离或者位置。
它通常由一个固定的刻度尺和一个挪移的读头组成。
刻度尺上有一系列刻度线或者孔,读头上安装有一个光电传感器。
当读头沿着刻度尺挪移时,光电传感器会检测到刻度线或者孔的变化,并将其转换为数字信号。
根据刻度线或者孔的数目,可以确定读头的位置或者挪移距离。
编码器的工作原理基于光电传感器的原理。
光电传感器使用光电效应来检测光的变化,并将其转换为电信号。
在编码器中,光电传感器通常由一个发光二极管和一个光敏电阻或者光电二极管组成。
发光二极管发出光线,光线经过刻度线或者孔后被光敏电阻或者光电二极管接收。
当光线受到刻度线或者孔的遮挡时,光电传感器会产生电信号的变化。
这些变化经过放大和处理后,转换为数字信号输出。
编码器的输出信号可以是脉冲信号或者摹拟信号。
脉冲信号通常用于测量旋转或者线性运动的位置或者速度。
每一个刻度线或者孔的变化都会产生一个脉冲信号,通过计算脉冲数量或者脉冲频率,可以确定运动的位置或者速度。
摹拟信号通常用于测量连续变化的物理量,例如温度或者压力。
摹拟信号经过模数转换后,转换为数字信号输出。
编码器在自动化控制系统中具有广泛的应用。
它可以用于位置反馈、速度控制、定位和测量等方面。
通过使用编码器,可以实现高精度的测量和控制,提高系统的性能和稳定性。
编码器工作原理
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编码器工作原理编码器是一种常用的电子设备,用于将物理量转换成数字信号或编码。
它在各种领域中广泛应用,包括自动化控制系统、通信系统、机器人技术等。
本文将详细介绍编码器的工作原理及其应用。
一、编码器的基本原理编码器的基本原理是将输入的物理量转换成数字信号或编码。
它通常由传感器、信号处理电路和输出接口组成。
1. 传感器:传感器是编码器的核心部件,用于感知物理量的变化。
常见的传感器包括光电传感器、磁性传感器、接触传感器等。
传感器将物理量转换成电信号,并将其传递给信号处理电路。
2. 信号处理电路:信号处理电路对传感器输出的电信号进行处理和解码。
它可以将模拟信号转换成数字信号,并对信号进行滤波、放大、调整等操作。
信号处理电路还可以根据需要进行编码、解码和纠错等处理,以确保输出的信号准确无误。
3. 输出接口:输出接口将处理后的信号转换成特定的输出形式,以满足不同应用的需求。
常见的输出形式包括脉冲信号、模拟电压信号、数字信号等。
输出接口还可以提供额外的功能,如通信接口、报警功能等。
二、编码器的工作模式编码器的工作模式主要分为增量式编码器和绝对式编码器两种。
1. 增量式编码器:增量式编码器通过对物理量的变化进行计数,输出增量信号。
增量式编码器通常具有两个输出通道,分别称为A相和B相。
当物理量发生变化时,A相和B相会产生相位差,通过检测相位差的变化,可以确定物理量的方向和变化量。
增量式编码器还可以通过检测Z相信号来确定物理量的起始位置。
2. 绝对式编码器:绝对式编码器可以直接输出物理量的绝对值,无需进行计数。
绝对式编码器通常具有多个输出通道,每个通道对应一个编码位。
通过检测各个编码位的状态,可以确定物理量的精确值。
绝对式编码器的输出通常采用二进制编码或格雷码编码。
三、编码器的应用领域编码器在各个领域中都有广泛的应用,以下是一些常见的应用领域:1. 自动化控制系统:编码器被广泛应用于自动化控制系统中,用于测量和控制旋转角度、线性位移、速度等物理量。
编码器工作原理
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编码器工作原理引言概述编码器是一种用于将运动或位置转换为数字信号的设备,广泛应用于工业自动化、机器人技术、数控系统等领域。
编码器工作原理的了解对于工程师和技术人员来说至关重要。
一、编码器的类型1.1 光电编码器:通过光电传感器和光栅盘的相互作用来测量位置或运动。
1.2 磁性编码器:利用磁性传感器和磁性标尺进行位置或运动测量。
1.3 光栅编码器:采用光栅盘和光电传感器来实现高精度的位置检测。
二、编码器的工作原理2.1 光电编码器工作原理:光电编码器通过光栅盘上的透明和不透明区域,使光电传感器检测到光信号的变化,从而转换为数字信号。
2.2 磁性编码器工作原理:磁性编码器利用磁性标尺上的磁性信号,通过磁性传感器检测磁场的变化,实现位置或运动的测量。
2.3 光栅编码器工作原理:光栅编码器利用光栅盘上的光栅结构,通过光电传感器检测光信号的变化,实现高精度的位置检测。
三、编码器的精度和分辨率3.1 精度:编码器的精度取决于光栅盘或磁性标尺上的刻度数量和检测器的灵敏度。
3.2 分辨率:编码器的分辨率是指编码器能够分辨的最小位移量,通常以脉冲数或线数表示。
3.3 精度和分辨率的提高可以通过增加光栅盘或磁性标尺上的刻度数量、提高检测器的灵敏度等方式实现。
四、编码器的应用领域4.1 工业自动化:编码器在数控机床、自动化生产线等设备中广泛应用,实现位置和速度的精确控制。
4.2 机器人技术:编码器用于机器人的定位、导航和运动控制,提高机器人的精度和稳定性。
4.3 数控系统:编码器在数控系统中用于测量工件位置、实现自动化加工,提高生产效率和产品质量。
五、编码器的发展趋势5.1 高精度:随着科技的不断发展,编码器的精度和分辨率将不断提高,满足更高精度的应用需求。
5.2 多功能化:未来的编码器将具备更多功能,如温度补偿、自动校准等,提高设备的稳定性和可靠性。
5.3 无接触式:随着无接触式编码器的发展,将减少机械磨损,延长设备的使用寿命。
编码器工作原理
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编码器工作原理引言概述:编码器是一种常见的电子设备,用于将输入的模拟信号转换为数字信号。
它在许多领域中都有广泛的应用,如通信、音频和视频处理等。
本文将详细介绍编码器的工作原理。
正文内容:1. 编码器的基本原理1.1 模拟信号采样:编码器首先对输入的模拟信号进行采样。
采样是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号的过程。
通常,采样频率越高,转换的数字信号越接近原始模拟信号。
1.2 量化:采样后,编码器对每个采样点的幅度进行量化,将其转换为离散的数值。
量化的精度决定了编码器能够表示的信号范围。
较高的量化精度可以提高信号的准确性,但会增加数据的存储和传输成本。
1.3 编码:在量化后,编码器将数字信号转换为特定的编码格式。
常见的编码格式包括二进制编码、格雷码等。
编码的目的是提高数据的可靠性和传输效率。
2. 编码器的工作模式2.1 增量式编码器:增量式编码器通过检测旋转轴的旋转方向和步长来确定位置信息。
它通常由一个光电传感器和一个旋转编码盘组成。
光电传感器检测到编码盘上的刻度线,根据刻度线的变化来确定位置信息。
2.2 绝对式编码器:绝对式编码器可以直接读取出当前位置的绝对值。
它通常由一个编码盘和多个传感器组成。
编码盘上的刻度线和传感器之间的关系被预先编码,传感器读取刻度线上的编码信息,从而确定位置。
3. 编码器的应用领域3.1 通信领域:编码器在通信领域中广泛应用,用于将模拟语音信号转换为数字信号进行传输和处理。
它可以提高语音信号的质量和传输效率。
3.2 音频和视频处理:编码器用于将音频和视频信号转换为数字格式,以便于存储和传输。
常见的音频编码器包括MP3、AAC等,视频编码器包括H.264、HEVC等。
3.3 工业自动化:编码器在工业自动化中用于测量和控制系统中的位置和速度。
它可以提供准确的位置反馈,实现精确的控制。
4. 编码器的性能指标4.1 分辨率:编码器的分辨率决定了它能够表示的位置或速度的最小变化量。
编码器工作原理
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编码器工作原理编码器是一种用于将物理量转换为数字信号的设备。
它在许多领域中都有广泛的应用,如自动化控制系统、通信系统、机器人技术等。
编码器的工作原理是通过测量和转换物理量的变化来生成数字信号。
一、编码器的基本原理编码器可以测量和转换各种物理量,如位置、速度、角度等。
它通常由两部分组成:传感器和信号处理器。
1. 传感器:传感器是编码器的核心部件,用于测量物理量的变化。
常见的编码器传感器有光电传感器、磁传感器和电容传感器等。
传感器将物理量的变化转换为电信号,并将其传送给信号处理器。
2. 信号处理器:信号处理器接收传感器传来的电信号,并将其转换为数字信号。
它通常由模数转换器(ADC)和微处理器组成。
ADC将模拟信号转换为数字信号,微处理器对数字信号进行处理和分析。
二、编码器的工作过程编码器的工作过程可以分为以下几个步骤:1. 传感器测量:传感器测量物理量的变化,并将其转换为电信号。
例如,光电传感器可以通过测量光强的变化来测量位置的变化。
2. 信号转换:传感器将测量到的电信号传送给信号处理器。
信号处理器接收到电信号后,将其转换为数字信号。
这个过程通常通过模数转换器(ADC)来实现。
3. 数字信号处理:信号处理器对数字信号进行处理和分析。
它可以对信号进行滤波、放大、计数等操作,以获取更准确的测量结果。
4. 数据输出:信号处理器将处理后的数据输出给用户或其他设备。
数据可以以数字形式输出,也可以通过通信接口传输给其他设备。
三、编码器的应用编码器在许多领域中都有广泛的应用,以下是一些常见的应用领域:1. 自动化控制系统:编码器被广泛应用于自动化控制系统中,用于测量和控制物体的位置、速度、角度等。
例如,在机械臂控制系统中,编码器可以用于测量机械臂的关节角度,从而实现精确的位置控制。
2. 通信系统:编码器可以用于通信系统中的数据传输和接收。
例如,在数字通信系统中,编码器将模拟信号转换为数字信号,以便进行高效的数据传输。
编码器的工作原理
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编码器的工作原理编码器是一种数字电子器件,其工作原理是将输入信号转换为对应的数字编码输出。
它在通信系统、自动控制、数字电路和计算机系统等领域中得到广泛应用。
本文将介绍编码器的工作原理以及常见的编码器类型。
一、编码器的工作原理:1.信号采样:在编码器中,输入信号通常是模拟信号或数字信号。
在信号采样阶段,输入信号会被周期性地采样,将连续的信号转换为离散的信号。
采样的频率取决于实际应用的要求以及系统的采样率。
2.编码处理:在信号采样后,采样的信号需要被编码成数字形式的编码输出。
编码过程是将离散信号映射为二进制编码的过程。
编码器根据特定的编码规则将信号的不同状态映射为二进制编码。
常见的编码规则有格雷码、二进制编码等。
二、编码器的分类:编码器根据信号特性和应用领域的不同,可以分为多种类型。
常见的编码器有以下几种。
1.绝对值编码器:绝对值编码器将每个位置上的输入信号映射为唯一的编码输出。
常见的绝对值编码器有二进制编码器和格雷码编码器。
二进制编码器将每个位置上的输入信号映射为二进制数,例如4位二进制编码器可以表示0-15的数字。
格雷码编码器是一种独特的编码方式,相邻的任意两个编码仅有一个位数发生变化,以减少误差和问题。
2.相对值编码器:相对值编码器将信号的变化状态编码为相对于前一状态的变量。
常见的相对值编码器有增量式编码器和霍尔效应编码器。
增量式编码器将每个位置上的输入信号与上一状态进行比较,以计算输出信号的变化量。
霍尔效应编码器通过利用霍尔传感器感测磁场的变化来实现编码。
三、编码器的应用:1.通信系统:在通信系统中,编码器用于将模拟信号转换为数字信号,以便传输和处理。
例如,音频编码器用于将声音信号编码为数字信号,以便在数字音频播放器和计算机上播放。
2.自动控制系统:在自动控制系统中,编码器用于检测和测量旋转的位置和速度。
例如,在机械系统中,旋转编码器用于测量电机的角度和速度,并将其转换为数字信号,以便控制系统对电机进行精确控制。
编码器工作原理
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编码器工作原理编码器是一种电子设备,用于将运动或者位置转换为数字信号。
它通常用于控制系统中,以便实时监测和控制运动或者位置。
编码器的工作原理基于光电效应或者磁电效应,通过感知目标物体的运动或者位置变化,将其转换为电信号。
一、光电编码器的工作原理光电编码器使用光电效应来检测目标物体的运动。
它包括一个发光二极管(LED)和一个光敏元件(通常是光电二极管或者光敏电阻器)。
LED发出光束,照射到旋转的光栅或者编码盘上。
当光束通过光栅或者编码盘时,会产生光电信号。
光敏元件接收到光电信号后,将其转换为电信号。
光栅或者编码盘上通常有许多刻有等间距的透明和不透明条纹的区域。
当目标物体旋转时,光电信号的频率和相位会发生变化。
通过测量光电信号的频率和相位变化,可以确定目标物体的旋转角度或者位置。
二、磁电编码器的工作原理磁电编码器使用磁电效应来检测目标物体的运动。
它包括一个磁性编码盘和一个磁敏元件(通常是霍尔元件或者磁电阻器)。
磁性编码盘上有许多磁性区域,它们的磁极方向不同。
当目标物体旋转时,磁敏元件感知到磁场的变化,并将其转换为电信号。
磁性编码盘上的磁极方向变化可以表示不同的位置或者旋转角度。
通过测量磁敏元件输出的电信号,可以确定目标物体的位置或者旋转角度。
三、编码器的输出和应用编码器的输出通常是一个数字信号,可以是脉冲信号、摹拟信号或者数字信号。
脉冲信号是最常见的输出形式,它的频率和相位变化与目标物体的运动或者位置变化相关。
编码器广泛应用于各种领域,包括机械工程、自动化控制、测量仪器等。
在机械工程中,编码器常用于机电控制系统中,用于实时监测机电的转速和位置,并提供反馈信号给控制系统。
在自动化控制中,编码器可以用于位置闭环控制、速度控制和位置测量。
在测量仪器中,编码器可以用于测量线性位移、角度变化和速度。
总结:编码器是一种将运动或者位置转换为数字信号的电子设备。
光电编码器利用光电效应,通过感知光栅或者编码盘的运动来转换为电信号。
编码器工作原理
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编码器工作原理编码器是一种常用的电子设备,用于将物理量转化为数字信号或者编码形式,以便于计算机或者其他数字设备进行处理和识别。
编码器广泛应用于工业自动化、机械控制、通信系统等领域。
一、编码器的基本原理编码器的工作原理基于信号的编码和解码过程。
它主要由传感器、信号处理电路和输出接口组成。
1. 传感器:编码器的传感器用于测量或者检测物理量,如位置、角度、速度等。
常用的编码器传感器包括光电传感器、磁传感器、电容传感器等。
传感器将物理量转化为电信号或者其他形式的信号。
2. 信号处理电路:编码器的信号处理电路用于将传感器输出的信号进行处理和编码。
它可以将摹拟信号转化为数字信号,或者将物理量转化为特定编码形式。
信号处理电路通常由摹拟电路和数字电路组成,包括滤波、放大、采样、量化等处理过程。
3. 输出接口:编码器的输出接口用于将编码后的信号传输给计算机或者其他数字设备。
常用的输出接口包括数字接口(如RS-485、RS-232、TTL等)、摹拟接口(如4-20mA、0-10V等)以及通信接口(如Ethernet、CAN等)。
二、编码器的工作模式编码器的工作模式主要分为增量式编码器和绝对式编码器两种。
1. 增量式编码器:增量式编码器通过测量物体的相对位移或者旋转角度来输出脉冲信号。
它通常由一个光栅盘和一个光电传感器组成。
光栅盘上的刻线或者孔隙会在物体运动时遮挡或者透过光线,光电传感器会感应到这些变化,并输出相应的脉冲信号。
增量式编码器的输出信号包括A相脉冲、B相脉冲和Z相脉冲,其中A相和B相之间的相位差可以表示物体的运动方向。
2. 绝对式编码器:绝对式编码器通过测量物体的绝对位置或者旋转角度来输出特定编码形式的信号。
它通常由一个编码盘和多个传感器组成。
编码盘上有一系列的刻线或者编码位,每一个刻线或者编码位对应一个特定的编码。
传感器会感应到编码盘上的刻线或者编码位,并输出相应的编码信号。
绝对式编码器的输出信号可以直接表示物体的位置或者旋转角度,不需要进行计数或者运算。
编码器工作原理
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编码器工作原理引言概述:编码器是一种常见的电子设备,用于将摹拟信号转换为数字信号或者将数字信号转换为摹拟信号。
它在许多领域中都有广泛的应用,如通信、音频处理和图象处理等。
本文将详细介绍编码器的工作原理。
一、编码器的基本概念1.1 编码器的定义编码器是一种将输入信号转换为相应输出信号的设备。
它可以将摹拟信号转换为数字信号,或者将数字信号转换为摹拟信号。
1.2 编码器的分类编码器可以根据其工作原理和应用领域进行分类。
常见的编码器包括摹拟到数字编码器(ADC)、数字到摹拟编码器(DAC)、光学编码器和压缩编码器等。
1.3 编码器的作用编码器的主要作用是将输入信号进行编码,以便在传输、存储或者处理过程中能够更好地表示和处理信号。
它可以提高信号的可靠性、减少传输错误和节省存储空间等。
二、摹拟到数字编码器(ADC)的工作原理2.1 采样ADC首先对摹拟信号进行采样,将连续的摹拟信号转换为离散的数字信号。
采样过程中,采样率的选择对信号的重构和还原起着重要作用。
2.2 量化采样后,ADC对每一个采样值进行量化,将其映射为离散的数字值。
量化过程中,量化位数的选择决定了数字信号的精度和动态范围。
2.3 编码量化后,ADC将数字信号进行编码,以便在传输或者存储过程中能够更好地表示。
常见的编码方式包括二进制编码、格雷码和磁编码等。
三、数字到摹拟编码器(DAC)的工作原理3.1 解码DAC首先对数字信号进行解码,将离散的数字值还原为连续的摹拟信号。
解码过程中,解码器的性能对信号的还原质量有重要影响。
3.2 重构解码后,DAC对每一个数字值进行重构,将其映射为连续的摹拟信号。
重构过程中,重构滤波器的设计和参数选择对信号的还原质量起着关键作用。
3.3 输出重构后,DAC将摹拟信号输出到外部设备或者系统中,以供进一步处理或者使用。
输出信号的质量取决于DAC的性能和外部设备的匹配程度。
四、光学编码器的工作原理4.1 光电转换光学编码器利用光电传感器将机械位移转换为光电信号。
编码器工作原理
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编码器工作原理编码器是一种常用的电子设备,用于将物理量转换为数字信号,以便于计算机或其他数字系统进行处理。
它广泛应用于自动化控制系统、通信系统、测量仪器等领域。
一、编码器的基本原理编码器的基本原理是通过对输入的物理量进行测量和转换,将其转换为数字信号。
常见的编码器有旋转编码器和线性编码器两种。
1. 旋转编码器旋转编码器主要用于测量旋转角度或位置。
它通常由一个旋转轴和一个旋转盘组成。
旋转盘上有若干个等距离的刻线,通过测量旋转盘上的刻线与参考位置之间的差异,可以确定旋转角度或位置。
旋转编码器有两种类型:增量式编码器和绝对式编码器。
- 增量式编码器:增量式编码器通过检测旋转盘上的刻线脉冲数来测量旋转角度或位置的变化。
它通常有两个输出信号,一个是A相信号,另一个是B相信号。
A相信号和B相信号的相位差可以确定旋转方向,脉冲数可以确定旋转角度或位置的变化量。
- 绝对式编码器:绝对式编码器可以直接测量旋转角度或位置的绝对值,无需进行积分计算。
它通常有多个输出信号,每个信号对应一个特定的旋转角度或位置。
绝对式编码器的输出信号可以是二进制码、格雷码或其他编码形式。
2. 线性编码器线性编码器主要用于测量线性位移或位置。
它通常由一个测量头和一个刻度尺组成。
刻度尺上有若干个等距离的刻线,通过测量测量头与参考位置之间的差异,可以确定线性位移或位置。
线性编码器的工作原理类似于旋转编码器,也有增量式编码器和绝对式编码器两种类型。
二、编码器的工作过程编码器的工作过程可以分为信号采集、信号处理和信号输出三个步骤。
1. 信号采集编码器通过传感器来采集输入物理量的信息。
旋转编码器通常通过光电传感器或磁传感器来检测旋转盘上的刻线,线性编码器通常通过光电传感器或电感传感器来检测刻度尺上的刻线。
2. 信号处理编码器将采集到的信号进行处理,以便于后续的计算和使用。
信号处理的主要任务是将模拟信号转换为数字信号,并对信号进行滤波和放大等处理。
对于增量式编码器,信号处理还包括对A相信号和B相信号的相位差进行测量和计算,以确定旋转方向和变化量。
编码器工作原理
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编码器工作原理编码器是一种用于将机械运动转换为数字信号的设备。
它在许多领域中被广泛应用,例如机器人技术、自动化控制系统和数码设备等。
本文将详细介绍编码器的工作原理。
一、编码器的基本原理编码器可以将机械运动转换为数字信号,以便于计算机或者其他设备进行处理。
它通常由两个主要部份组成:光学传感器和编码盘。
1. 光学传感器:光学传感器是编码器的核心部件之一。
它通常由发光二极管(LED)和光电二极管(光敏二极管或者光电二极管)组成。
LED发出光线,光线照射到编码盘上的光栅或者刻线上,然后被光电二极管接收。
光电二极管将接收到的光信号转换为电信号,并发送给计算机或者其他设备进行处理。
2. 编码盘:编码盘是光学传感器的配套部件。
它通常由透明的圆盘或者条状物组成,上面刻有光栅或者刻线。
光栅通常由黑色和白色的条纹组成,黑白相间。
当光线照射到光栅上时,光电二极管会根据光线的强弱变化产生不同的电信号。
二、编码器的工作模式编码器的工作模式可以分为两种:增量式编码器和绝对式编码器。
1. 增量式编码器:增量式编码器通过计算脉冲数来确定物体的位置和运动方向。
它通常有两个输出信号通道:A相和B相。
当物体运动时,光电二极管接收到的光信号会产生脉冲,每一个脉冲对应一个位置变化。
A相和B相之间存在90度的相位差,可以通过检测A相和B相的电平变化来确定运动方向。
此外,增量式编码器还可以通过一个Z相信号来确定物体的起始位置。
2. 绝对式编码器:绝对式编码器可以直接确定物体的位置,无需计算脉冲数。
它通常有多个输出信号通道,每一个通道对应一个特定的位置。
这些位置通道上的光栅或者刻线编码不同,通过检测不同的编码组合来确定物体的位置。
绝对式编码器的优点是可以直接读取物体的位置,无需进行计数操作。
三、编码器的应用领域编码器在许多领域中都有广泛的应用,下面是一些常见的应用领域:1. 机器人技术:编码器被广泛应用于机器人技术中,用于测量机器人的关节角度和位置,以实现精确的运动控制。
编码器工作原理
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编码器工作原理编码器是一种用于将物理量转换为数字信号的设备或者系统。
它主要用于测量、控制和通信领域,广泛应用于工业自动化、机器人技术、传感器技术等领域。
编码器可以将旋转角度、线性位移或者其他物理量转换为数字信号,以便计算机或者控制系统进行处理和分析。
编码器的工作原理可以分为两种类型:增量式编码器和绝对式编码器。
1. 增量式编码器工作原理:增量式编码器通过两个或者多个光电传感器来检测旋转或者线性位移的变化。
它通常由一个光电传感器和一个光栅盘组成。
光栅盘上有许多等距的透明和不透明区域,当光栅盘旋转时,光电传感器将检测到光栅盘上透明和不透明区域的变化,从而产生脉冲信号。
这些脉冲信号可以通过计数器或者计算机进行处理,以确定旋转角度或者线性位移的变化。
增量式编码器通常有两个输出信号通道:A相和B相。
这两个信号相位差90度,可以通过检测两个信号的相对相位关系来确定旋转方向。
此外,增量式编码器还可以提供一个Z相信号,用于确定旋转的起始位置。
2. 绝对式编码器工作原理:绝对式编码器可以直接确定旋转角度或者线性位移的绝对位置,而不需要进行计数或者复位操作。
它通常由一个光电传感器和一个光栅盘组成,光栅盘上有许多不同的编码模式。
当光栅盘旋转时,光电传感器将检测到光栅盘上编码模式的变化,并产生相应的数字信号。
绝对式编码器的输出信号可以是二进制码、格雷码或者绝对位置值。
这些信号可以直接用于确定旋转角度或者线性位移的绝对位置,无需进行计数或者复位操作。
编码器的工作原理基于光电传感器的原理,光电传感器可以将光信号转换为电信号。
在编码器中,光电传感器通常由发光二极管和光敏二极管组成。
发光二极管发出光信号,光敏二极管接收到光信号并产生相应的电信号。
通过检测光敏二极管的输出电信号,可以确定物理量的变化,并将其转换为数字信号输出。
总结:编码器是一种用于将物理量转换为数字信号的设备或者系统。
它可以通过光栅盘和光电传感器的组合来检测旋转角度或者线性位移的变化,并将其转换为脉冲信号或者绝对位置值。
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1. 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。
旋转编码器是用来控制机构在不同状态下执行不同指令的装置。
一般旋转编码器的工作角度不大于360°,在工作角度内,不同位置其Pin 脚的通断状况会有所不同,而对应的各位置的通断状况不会有变化。
比如,在20°时Pin脚状况是通、通、断,180°时是通、断、通,290°时是断、通、断,当旋转编码器返回到290°时,其Pin脚的通断状况仍然是断、通、断,返回到180°时仍是通、断、通,20°时仍是通、通、断。
就是利用这种特性来实现控制机构在不同状态下执行不同指令的。
在家电中常有应用,比如录象机、多碟DVD等。
编码器最常用的有增量式和绝对式的,多靠光电原理检测。
增量式的编码器断电后参考点消失,绝对值型的断电能够保持。
所以用绝对值型的编码器做的伺服装置失电后可以不用寻找参考点,而增量式的编码器每次设备上电后都必须寻找参考点。
绝对值的有零点和满点的设置,和楼上说的一样,表示的对应设置的位置,即使掉电,也能保持,多用于象闸门的开/关。
增量值则没有零点(也就是范围的设置),可以一直接收脉冲信号,那么回原点就要有参考点了,可以用程序或相关的其它硬件帮助寻找。
一、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。
(一)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。
(二)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。
编码的设计可采用二进制码、循环码、二进制补码等。
它的特点是:1.可以直接读出角度坐标的绝对值;2.没有累积误差;3.电源切除后位置信息不会丢失。
但是分辨率是由二进制的位数来决定的,也就是说精度取决于位数,目前有10位、14位等多种。
(三)混合式绝对值编码器混合式绝对值编码器,它输出两组信息:一组信息用于检测磁极位置,带有绝对信息功能;另一组则完全同增量式编码器的输出信息。
光电编码器是一种角度(角速度)检测装置,它将输入给轴的角度量,利用光电转换原理转换成相应的电脉冲或数字量,具有体积小,精度高,工作可靠,接口数字化等优点。
它广泛应用于数控机床、回转台、伺服传动、机器人、雷达、军事目标测定等需要检测角度的装置和设备中。
二、光电编码器的应用电路(一)EPC-755A光电编码器的应用EPC-755A光电编码器具备良好的使用性能,在角度测量、位移测量时抗干扰能力很强,并具有稳定可靠的输出脉冲信号,且该脉冲信号经计数后可得到被测量的数字信号。
因此,我们在研制汽车驾驶模拟器时,对方向盘旋转角度的测量选用EPC-755A光电编码器作为传感器,其输出电路选用集电极开路型,输出分辨率选用360个脉冲/圈,考虑到汽车方向盘转动是双向的,既可顺时针旋转,也可逆时针旋转,需要对编码器的输出信号鉴相后才能计数。
图2给出了光电编码器实际使用的鉴相与双向计数电路,鉴相电路用1个D触发器和2个与非门组成,计数电路用3片74LS193组成。
当光电编码器顺时针旋转时,通道A输出波形超前通道B输出波形9 0°,D触发器输出Q(波形W1)为高电平,Q(波形W2)为低电平,上面与非门打开,计数脉冲通过(波形W3),送至双向计数器74LS193的加脉冲输入端CU,进行加法计数;此时,下面与非门关闭,其输出为高电平(波形W4)。
当光电编码器逆时针旋转时,通道A输出波形比通道B输出波形延迟90°,D触发器输出Q(波形W1)为低电平,Q(波形W2)为高电平,上面与非门关闭,其输出为高电平(波形W3);此时,下面与非门打开,计数脉冲通过(波形W4),送至双向计数器74LS193的减脉冲输入端CD,进行减法计数。
汽车方向盘顺时针和逆时针旋转时,其最大旋转角度均为两圈半,选用分辨率为360个脉冲/圈的编码器,其最大输出脉冲数为900个;实际使用的计数电路用3片74LS193组成,在系统上电初始化时,先对其进行复位(CLR信号),再将其初值设为800H,即2048(LD信号);如此,当方向盘顺时针旋转时,计数电路的输出范围为2048~2948,当方向盘逆时针旋转时,计数电路的输出范围为2048~1148;计数电路的数据输出D0~D11送至数据处理电路。
实际使用时,方向盘频繁地进行顺时针和逆时针转动,由于存在量化误差,工作较长一段时间后,方向盘回中时计数电路输出可能不是2 048,而是有几个字的偏差;为解决这一问题,我们增加了一个方向盘回中检测电路,系统工作后,数据处理电路在模拟器处于非操作状态时,系统检测回中检测电路,若方向盘处于回中状态,而计数电路的数据输出不是2048,可对计数电路进行复位,并重新设置初值。
(二)光电编码器在重力测量仪中的应用采用旋转式光电编码器,把它的转轴与重力测量仪中补偿旋钮轴相连。
重力测量仪中补偿旋钮的角位移量转化为某种电信号量;旋转式光电编码器分两种,绝对编码器和增量编码器。
增量编码器是以脉冲形式输出的传感器,其码盘比绝对编码器码盘要简单得多且分辨率更高。
一般只需要三条码道,这里的码道实际上已不具有绝对编码器码道的意义,而是产生计数脉冲。
它的码盘的外道和中间道有数目相同均匀分布的透光和不透光的扇形区(光栅),但是两道扇区相互错开半个区。
当码盘转动时,它的输出信号是相位差为90°的A相和B相脉冲信号以及只有一条透光狭缝的第三码道所产生的脉冲信号(它作为码盘的基准位置,给计数系统提供一个初始的零位信号)。
从A,B两个输出信号的相位关系(超前或滞后)可判断旋转的方向。
由图3(a)可见,当码盘正转时,A道脉冲波形比B道超前π/2,而反转时,A道脉冲比B道滞后π/2。
图3(b)是一实际电路,用A道整形波的下沿触发单稳态产生的正脉冲与B 道整形波相‘与’,当码盘正转时只有正向口脉冲输出,反之,只有逆向口脉冲输出。
因此,增量编码器是根据输出脉冲源和脉冲计数来确定码盘的转动方向和相对角位移量。
通常,若编码器有N个(码道)输出信号,其相位差为π/ N,可计数脉冲为2N倍光栅数,现在N=2。
图3电路的缺点是有时会产生误记脉冲造成误差,这种情况出现在当某一道信号处于“高”或“低”电平状态,而另一道信号正处于“高”和“低”之间的往返变化状态,此时码盘虽然未产生位移,但是会产生单方向的输出脉冲。
例如,码盘发生抖动或手动对准位置时(下面可以看到,在重力仪测量时就会有这种情况)。
图4是一个既能防止误脉冲又能提高分辨率的四倍频细分电路。
在这里,采用了有记忆功能的D型触发器和时钟发生电路。
由图4可见,每一道有两个D触发器串接,这样,在时钟脉冲的间隔中,两个Q 端(如对应B道的74LS175的第2、7引脚)保持前两个时钟期的输入状态,若两者相同,则表示时钟间隔中无变化;否则,可以根据两者关系判断出它的变化方向,从而产生‘正向’或‘反向’输出脉冲。
当某道由于振动在‘高’、‘低’间往复变化时,将交替产生‘正向’和‘反向’脉冲,这在对两个计数器取代数和时就可消除它们的影响(下面仪器的读数也将涉及这点)。
由此可见,时钟发生器的频率应大于振动频率的可能最大值。
由图4还可看出,在原一个脉冲信号的周期内,得到了四个计数脉冲。
例如,原每圈脉冲数为1000的编码器可产生4倍频的脉冲数是4000个,其分辨率为0. 09°。
实际上,目前这类传感器产品都将光敏元件输出信号的放大整形等电路与传感检测元件封装在一起,所以只要加上细分与计数电路就可以组成一个角位移测量系统(74159是4-16译码器)。
三、应用中问题分析及改进措施(一)应用中问题分析光电检测装置的发射和接收装置都安装在生产现场,在使用中暴露出许多缺陷,其有内在因素也有外在因素,主要表现在以下几个方面:1.发射装置或接受装置因机械震动等原因而引起的移位或偏移,导致接收装置不能可靠的接收到光信号,而不能产生电信号。
例如;光电编码器应用在轧钢调速系统中,因光电编码器是直接用螺栓固定在电动机的外壳上,光电编码器的轴通过较硬的弹簧片和电动机转轴相连接,因电动机所带负载是冲击性负载,当轧机过钢时会引起电动机转轴和外壳的振动。
经测定;过钢时光电编码器振动速度为2.6mm/s,这样的振动速度会损坏光电编码器的内部功能。
造成误发脉冲,从而导致控制系统不稳定或误动作,导致事故发生。
2.因光电检测装置安装在生产现场,受生产现场环境因素影响导致光电检测装置不能可靠的工作。
如安装部位温度高、湿度大,导致光电检测装置内部的电子元件特性改变或损坏。
例如在连铸机送引锭跟踪系统,由于光电检测装置安装的位置靠近铸坯,环境温度高而导致光电检测装置误发出信号或损坏,而引发生产或人身事故。