角度编码器-必力信光电-编码器角度计算

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    2024-6-14

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-从工作原理划分

1) 光电编码器简称光编

工作原理:光编是一种利用光学原理进行测量的设备,它由led光源(通常是红外光源)和光电探测器组成,二者分别位于编码器码盘两侧。码盘由塑料或玻璃制成,上面间隔排列着一系列透光和不透光的线或槽。码盘旋转时,磁角度编码器,led光路被码盘上间隔排列的线或槽阻断,从而产生两路典型的方波a和b正交脉冲,可用于确定电机轴的旋转和速度。

特点:光编精度优于磁编,具有高分辨率、稳定性强等特点。但由于码盘材质的特殊性以及码盘与探测器距离太近,所以光编内部必须---无尘环境。

适合工况:适用于对位置和速度要求较高的应用场景,比如有轨迹要求的精密雕刻、快速模切、高速旋转、---测量等。值得注意的是,光编价格较高,不太适合低成本应用。

2) 磁性编码器简称磁编

工作原理:磁编是近年来才逐渐---使用的类型,它是一种利用磁场原理进行测量的设备,包括一个磁场发生器和磁敏元件。主要是在电机轴上安装一块磁铁,磁铁跟随电机轴一起旋转,然后在后端盖上安装一块电路板,电路板中间有一个磁场感应芯片,能够测量出磁场的角度,从而判定出电机轴的旋转角度、角速度。

特点:相较于光学编码器,磁性编码器的优势在于更---、抗振和抗冲击,非常适合---环境。但是磁编响应速度较慢,不能胜任高速运动负载的位置反馈,同时磁干扰会对磁编造成影响,所以磁编的分辨率和精度相对较低。

适合工况:适用于汽车电子、物料搬运/分拣、agv车轮、输送带传输、工业控制等对位置和速度要求不那么严格的应用场景。同时,磁编价格相对较低,较高。

















增量编码器的分辨率,倍频与细分技术

增量编码器码盘是由很多光栅刻线组成的,有两个(或4个,以后讨论4个光眼的)光眼读取a/b信号的,刻线的密度决定了这个增量型编码器的分辨率,也就是可以分辨读取的小变化角度值。代表增量编码器的分辨率的参数是ppr,也就是每转脉冲数,例如每圈刻线360线,a/b每圈各输出360个脉冲,分辨率参数就是360ppr。那么这个编码器可分辨的小角度变化量是多少度呢?就是1度吗?

增量编码器的a/b输出的波形一般有两种,一种是有陡直上升沿和陡直下降沿的方波信号,一种是缓慢上升与下降,波形类似正弦曲线的sin/cos曲线波形信号输出,角度编码器,a与b相差1/4t周期90度相位,如果a是类正弦sin曲线,那b就是类余弦cos曲线。

对于方波信号,a/b两相相差90度相(1/4t),这样,在0度相位角,90度,编码器角度计算,180度,270度相位角,这四个位置有上升沿和下降沿,这样,实际上在1/4t方波周期就可以有角度变化的判断,这样1/4的t周期就是小测量步距,通过电路对于这些上升沿与下降沿的判断,旋转编码器 角度编码器,可以4倍于ppr读取角度的变化,这就是方波的四倍频。这种判断,也可以用逻辑来做,0代表低,1代表高,a/b两相在一个周期内变化是00,01,11,10。这种判断不仅可以4倍频,还可以判断旋转方向。(即:二倍频信号是通过a相和b相的“异或”转换获得。四倍频信号是通过a信号和b信号的正跳沿及负跳沿获得。)

那么,方波信号的小分辨角度=360度/(4xppr)。

前面的问题:一个方波a/b输出360ppr的增量编码器,小分辨角度=0.25度。







编码器的选型与使用

一、增量式编码器常用技术参数

分辨率与精度:

编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率,或直接称编码器工作时每圈输出的脉冲数,一般在每转分度5~25000线。而精度是指每个读数与标准位置的大误差,两者不是一个概念,精度由码盘刻线、转轴同心度、材料的温度特性、电子读数的即时等各方面因数决定。

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---,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。

编码器机械外型:

机械安装尺寸,包括定位止口,轴径,安装孔位;电缆出线方式;安装空间体积;工作环境防护等级是否满足要求。

编码器以转轴类型分,有轴型和轴套型,轴套型又有半空型、全空型、大轴径型;以外形特征和安装法兰分,有同步法兰,夹紧法兰,紧凑型。






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