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德国倍加福(P+F)编码器增量式光电编码器的结构

2017-05-25      点击:495
德国倍加福(P+F)编码器是一种旋转式位置乐虎国际,在现代伺服系统中广泛应用于角位移或角速率的测量,它的转轴通常与被测旋转轴连接,随被测轴一起转动。它能将被测轴的角位移转换成二进制编码或一串脉冲。
德国倍加福(P+F)编码器分为式和增量式两种类型。增量式光电编码器具有结构简单、体积小、价格低、精度高、响应速度快、性能稳定等优点,应用更为广泛。在高分辨率和大量程角速率/位移测量系统中,增量式光电编码器更具优越性。式编码器能直接给出对应于每个转角的数字信息,便于计算机处理,但当进给数大于一转时,须作特别处理,而且必须用减速齿轮将两个以上的编码器连接起来,组成多级检测装置,使其结构复杂、成本高。
1.1德国倍加福(P+F)编码器增量式光电编码器的结构
增量式编码器是指随转轴旋转的码盘给出一系列脉冲,然后根据旋转方向用计数器对这些脉冲进行加减计数,以此来表示转过的角位移量。增量式光电编码器结构示
光电码盘与转轴连在一起。码盘可用玻璃材料制成,表面镀上一层不透光的金属铬,然后在边缘制成向心的透光狭缝。透光狭缝在码盘圆周上等分,数量从几百条到几千条不等。这样,整个码盘圆周上就被等分成n个透光的槽。增量式光电码盘也可用不锈钢薄板制成,然后在圆周边缘切割出均匀分布的透光槽。
1.2德国倍加福(P+F)编码器增量式编码器的工作原理
增量式编码器的工作原理如图2所示。它由主码盘、鉴向盘、光学系统和光电变换器组成。在图形的主码盘(光电盘)周边上刻有节距相等的辐射状窄缝,形成均匀分布的透明区和不透明区。鉴向盘与主码盘平行,并刻有a、b两组透明检测窄缝,它们彼此错开1/4节距,以使A、B两个光电变换器的输出信号在相位上相差90°。工作时,鉴向盘静止不动,主码盘与转轴一起转动,光源发出的光投射到主码盘与鉴向盘上。当主码盘上的不透明区正好与鉴向盘上的透明窄缝对齐时,光线被全部遮住,光电变换器输出电压为zui小;当主码盘上的透明区正好与鉴向盘上的透明窄缝对齐时,光线全部通过,光电变换器输出电压为zui大。主码盘每转过一个刻线周期,光电变换器将输出一个近似的正弦波电压,且光电变换器A、B的输出电压相位差为90°。
光电编码器的光源zui常用的是自身有聚光效果的发光二极管。当光电码盘随工作轴一起转动时,光线透过光电码盘和光栏板狭缝,形成忽明忽暗的光信号。光敏元件把此光信号转换成电脉冲信号,通过信号处理电路后,向数控系统输出脉冲信号,也可由数码管直接显示位移量。
2、德国倍加福(P+F)编码器式编码器
式编码器是把被测转角通过读取码盘上的图案信息直接转换成相应代码的检测元件。编码盘有光电式、接触式和电磁式三种。
光电式码盘是目前应用较多的一种,它是在透明材料的圆盘上地印制上二进制编码。图5所示为四位二进制的码盘,码盘上各圈圆环分别代表一位二进制的数字码道,在同一个码道上印制黑白等间隔图案,形成一套编码。黑色不透光区和白色透光区分别代表二进制的“0”和“1”。在一个四位光电码盘上,有四圈数字码道,每一个码道表示二进制的一位,里侧是高位,外侧是低位,在360°范围内可编数码数为24=16个。
工作时,码盘的一侧放置电源,另一边放置光电接受装置,每个码道都对应有一个光电管及放大、整形电路。码盘转到不同位置,光电元件接受光信号,并转成相应的电信号,经放大整形后,成为相应数码电信号。但由于制造和安装精度的影响,当码盘回转在两码段交替过程中,会产生读数误差。产生了无法估计的很大的数值误差,这种误差称非单值性误差。 
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