增量式编码器是一种经过输出脉冲信号来反映旋转方位改变的传感器,大范围的使用于电机测速、方位操控等范畴。其作业原理可从机械结构、信号发生、信号处理三个层面打开,详细如下:
一、中心机械结构增量式编码器的中心是码盘和检测设备: 1、码盘:一般为圆形薄片(由玻璃或金属制成),边际均匀分布着等距离的透光 / 反光狭缝(或导电 / 绝缘区域),相邻狭缝的视点差称为 “分辨率”(如每转 1024 线、检测设备:由光源(如发光二极管 LED)和光电接收器(如光敏三极管)组成,码盘夹在两者之间。当码盘旋转时,狭缝会周期性遮挡光线,使接收器输出脉冲信号。
二、信号发生原理码盘旋转时,经过光电感应发生脉冲信号,详细进程如下: 1、基频脉冲(A 相和 B 相):码盘上一般有两组独立的狭缝(A 相和 B 相),互相错开 1/4 周期(90° 电视点)。 当码盘旋转时,A 相和 B 相分别输出相位差 90° 的方波脉冲(如 A 相超前 B 相 90° 时为正转,B 相超前 A 相 90° 时为回转)。 2、脉冲数量与旋转视点成正比:视点 =(脉冲数 / 总刻线、零位脉冲(Z 相):码盘上额定有一个独立狭缝,每旋转一圈输出一个脉冲(Z 相),用于确认肯定零位(如电机回原点校准)。
三、信号处理与使用1、方向判别:经过 A 相和 B 相的相位联系(如 A 相上升沿时 B 相为高 / 低电平)区别正转 / 回转。 2、速度核算:单位时刻内的脉冲数反映转速:转速 =(脉冲数 / 时刻)×(60 / 总刻线数) (单位:r/min)。 3、细分技能:经过电路对脉冲进行细分(如 4 倍频),进步分辨率(如 1024 线 线)。
总结:增量式编码器经过旋转时发生的脉冲信号(A、B、Z 相),完成对旋转视点、方向和速度的检测,具有结构相对比较简单、成本低、呼应快的特色,适用于数字操控机床、机器人、伺服电机等需求实时方位反应的场景。但其缺陷是断电后无法保存方位信息,需合作零位脉冲校准。
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