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分类接触式编码器(结构、工作原理、提高精度的途径)光电


编码器的分辨率取决于码道的数目n
360 n 2

位数越多,分辨精度越高。当然分辨精度越 高,对码盘和电刷的制作和安装要求越严格。一 般取n<9
存在问题:
由于四个电刷扫描的不同步引起错码
产生非单值误差
另外:电刷安装不精确引起的机械偏差,码盘制作和 安装不准
提高精度的途径:(防止错码出现)
1、采用循环码盘: 循环码的特点 是相邻两个数码间 只有一位变化,即 使制造或安装不精 确,产生的误差最 多也只是最低位, 在一定程度上可消 除非单值误差。因 此采用循环码盘比 8-4-2-1码盘的精度 更高。
有三个码道:最外圈——零位码道 中间——外圈A码道 最内圈——B码道
脉冲盘式编码器只能用于测量相对于上一次的角度 增量,因此称为增量式编码器。 它的精度取决于码盘的精度。
脉冲盘式编码器的辨向方式
设计A、B码道就是实现辨向功能
脉冲盘式编码盘两个码道产生的光电脉冲被两个光 电元件接收,产生A、B两个输出信号,这两个输出信 号经过放大整形后,产生P1和P2脉冲,将它们分别接 到D触发器的D端和CP端。
只介绍V扫描法 :
V扫描法是在最低位码道上安装一电刷,其他位 码道上均安装有两个电刷:一个电刷位于被测位置的 前边,称为超前电刷;另一个放在被测位置的后边, 称为滞后电刷。
光电式编码器(码盘式编码器)
结构 工作原理 提高分辨率的方法
光电式编码器的结构、工作原理
光电式编码器的最大特点是非接触测量,允许高速转动 它是采用光电原理制成。 包括:光源、光学系统、码盘、光电元件和测量电路
码盘:在码盘上按照编码的图形,制作出磁化区和
非磁化区
电刷:采用小型的磁环或马蹄形磁芯作为磁头。磁头
上有两组绕组线圈,一组是激励线圈,另一组是输出 线圈。
脉冲盘式数字传感器
结构 工作原理 旋转方向的判 断
脉冲盘式数字传感器的结构和工Fra bibliotek原理脉冲盘式编码器又称为增量编码器,它不能直接 产生几位编码输出。
码盘:光电式编码器的码
盘是一块圆形的光学玻璃,采 用照相腐蚀工艺,在码盘上刻 出透光和不透光的码形。并采 用光电转换元件代替接触式编 码器地电刷。
光电编码器的精度取决于码盘的精度。
提高分辨率的方法——插值法
若码盘已有14条(位)码道,在14位的码道上增加1 条专用附加码道,如图:
电磁式编码器
在数字式传感器中,电磁式编码器是近年发展起来的一 种新型电磁敏感元件,它是随着光电式编码器的发展而发展起 来的。光电式编码器的主要缺点是对潮湿气体和污染敏感,但 可靠性差,而电磁式编码器不易受尘埃和结露影响,同时其结 构简单紧凑,可高速运转,响应速度快(达500~700kHz), 体积比光电式编码器小,而成本更低,且易将多个元件精确地 排列组合,比用光学元件和半导体磁敏元件更容易构成新功能 器件和多功能器件。
接触式编码器(码盘式编码器)
结构 工作原理 提高精度的途径
结构和工作原理
接触式编码器由码盘和电刷组成 码盘:是利用制造印刷电路板的工艺,在铜箔
板上制作某种码制图形(如8-4-2-1码等)的盘 式印刷电路板。
电刷:是一种活动触头结构,在外界力的作用
下旋转码盘时,电刷与码盘接触处就产生某种 码制的某一数字编码输出。
0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
2、扫描法:
这种方法的原理是根据二进制码的特点设计的。二 进制码是从最低位向高位逐级进位的,最低位变化最 快,高位逐渐减慢。 扫描法有V扫描、U扫描以及M扫描。
应用:
长春第一光学仪器厂生产的CHA系列实心轴增量式编码器, 其外径 40,轴径 6
角 度
电刷位置 二进制码(B) 循环码(R) 十进制数
0 1 2 3 4 5 6 7
8
9 10 11 12 13 14 15
a b c d e f g h i j k l m n o p
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
工作原理:(以四位二进制码盘为例 )
8421码: 是最基本、最简单 的二进制码,是用 四位 二进制来表示 一位等值的十进制 数,共十六种组合。
以8421制作的码盘和旋转轴固定在一起。 码盘上有四圈码道,相应地,对应码道上有一个电刷。四 个电刷沿着一个固定的径向 安装。
涂黑处为导电区,电刷接触导电部分时,输出高电平(“1”) 白处为绝缘区 ,电刷接触绝缘部分时,输出低电平(“0”)
第五章 编码器
分类 接触式编码器(结构、工作原理、提高精度的 途径) 光电式编码器(结构、工作原理、提高分辨率 的方法) 电磁式编码器 脉冲盘式数字传感器(结构、工作原理、旋转 方向的判断) 应用
分类:
编码器主要分为 脉冲盘式(增量编码器) 码盘式(绝对编码器)
接触式
码盘式
电磁式 非接触式编码器 光电式
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