透光型編碼器主要由四部分結(jié)構(gòu)構(gòu)成——①LED發(fā)光素子;②透鏡;③碼盤;④受光IC。
首先LED發(fā)光素子的光是錯亂光。通過透鏡將光集中在一起并轉(zhuǎn)化成平行光。碼盤上等分地開通若干個長方形孔(有通光也有不通光)。射到受光IC上的發(fā)光二極管等電子元件上,通過信號轉(zhuǎn)換電子部進行處理,最后輸出“A相”,“B相”兩種方波。
A相同B相的相位關系是世界通用的,B相同A相相差1/4周期輸出。通過處理A相與B相這兩種編碼器輸出,就能夠清楚電機的旋轉(zhuǎn)方向,旋轉(zhuǎn)位置以及旋轉(zhuǎn)速度。那么下面我們就講講如何將他們檢測出來的。
旋轉(zhuǎn)方向的檢測
通過檢測A,B相的出現(xiàn)先后順序,可以判別旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向。比如說編碼器碼盤順時針旋轉(zhuǎn)的時候,B相會比A相晚出現(xiàn)。如果碼盤逆時針旋轉(zhuǎn)時,B相就會先于A相出現(xiàn)。這樣的結(jié)構(gòu)不單單可以用來判別旋轉(zhuǎn)方向可以用來判別水平驅(qū)動時的移動方向。
旋轉(zhuǎn)位置的檢測
碼盤(光柵盤)是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。在這里我們家測一周有360個長方形孔。因為每個長方形孔輸出一個脈沖信號,所以可以檢測出每個脈沖相同于一度的旋轉(zhuǎn)位置。如果1周有3600個長方形孔的話,同理可以檢測出0.1度的角度。
旋轉(zhuǎn)速度的檢測
測出編碼器輸出的脈沖頻率和編碼器分辨率,再根據(jù)下方公式很容易就能算出編碼器的速度。
轉(zhuǎn)速(r/min)=(脈沖頻率/分辨率)*60
靈活運用編碼器就可以控制電機的旋轉(zhuǎn)方向、旋轉(zhuǎn)位置、旋轉(zhuǎn)速度。還是用之前提到的電梯那個例子,如圖4微處理器發(fā)出控制信號驅(qū)動電機,安裝在電機軸上的編碼器輸出信號。之后用編碼器計數(shù)器處理編碼器輸出,同微處理器的控制信號進行差動比較。通過比較驅(qū)動電機的控制信號和電機旋轉(zhuǎn)的結(jié)果,只向電機提供目標轉(zhuǎn)數(shù)所需要的電量。在這種封閉結(jié)構(gòu)中進行比較演算的形態(tài),我們稱之為閉合回路(閉環(huán))。
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