脈沖編碼器的工作原理
來(lái)源:原創(chuàng )2019-04-01
脈沖編碼器是一種光學(xué)式位置檢測元件,編碼盤(pán)直接裝在電機的旋轉軸上,以測出軸的旋轉角度位置和速度變化,其輸出信號為電脈沖。是一種常用的角位移傳感器。同時(shí)也可作速度檢測裝置。
脈沖編碼器的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)摩擦和磨損,驅動(dòng)力矩小,響應速度快。脈沖編碼器的缺點(diǎn)是抗污染能力差,容易損壞。
脈沖編碼器的分類(lèi)與結構
脈沖編碼器分為光電式、接觸式和電磁感應式三種。光電式的精度與可靠性都優(yōu)于其他兩種,因此數控機床上只使用光電式脈沖編碼器。
脈沖編碼器的結構:在一個(gè)圓盤(pán)的圓周上刻有等間距線(xiàn)紋,分為透明和不透明的部分,稱(chēng)為圓光柵。圓光柵與工作軸一起旋轉。與圓光柵相對,平行放置一個(gè)固定的扇形薄片,稱(chēng)為指示光柵,上面制有相差1/4節距的兩個(gè)狹縫(辨向狹縫)。此外,還有一個(gè)零位狹縫(每轉發(fā)出一個(gè)脈沖)。脈沖發(fā)生器通過(guò)十字連接頭或鍵與伺服電動(dòng)機相連。
脈沖編碼器的工作原理
當圓光柵與工作軸一起轉動(dòng)時(shí),光線(xiàn)透過(guò)兩個(gè)光柵的線(xiàn)紋部分,形成明暗相間的條紋。光電元件接受這些明暗相間的光信號,并轉換為交替變換的電信號。該電信號為兩組近似于正弦波的電流信號A和B,如圖4-17所示。A和B信號相位相差90°,經(jīng)放大和整形變成方形波。通過(guò)兩個(gè)光柵的信號,還有一個(gè)“每轉脈沖”,稱(chēng)為Z相脈沖,該脈沖也是通過(guò)上述處理得來(lái)的。Z脈沖用來(lái)產(chǎn)生機床的基準點(diǎn)。后來(lái)的脈沖被送到計數器,根據脈沖的數目和頻率可測出工作軸的轉角及轉速。其分辨率取決于圓光柵的圈數和測量線(xiàn)路的細分倍數。
脈沖編碼器的應用
脈沖編碼器在數控機床上用作位置檢測裝置,將檢測信號反饋給數控系統。其反饋給數控系統有兩種方式:一是適應帶加減計數要求的可逆計數器,形成加計數脈沖和減計數脈沖;二是適應有計數控制和計數要求的計數器,形成方向控制信號和計數脈沖。