光電編碼器工作原理

光電編碼器主要由光柵盤和光電檢測(cè)裝置構(gòu)成，在伺服系統(tǒng)中，光柵盤與電動(dòng)機(jī)同軸致使電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)光柵盤的旋轉(zhuǎn)，再經(jīng)光電檢測(cè)裝置輸出若干個(gè)脈沖信號(hào)，根據(jù)該信號(hào)的每秒脈沖數(shù)便可計(jì)算當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

光電編碼器的碼盤輸出兩個(gè)相位差相差90度的光碼，根據(jù)雙通道輸出光碼的狀態(tài)的改變便可判斷出電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。

增量式編碼器

增量式編碼器是光電編碼器的一種，其主要工作原理也是光電轉(zhuǎn)換，但其輸出的是A、B、Z三組方波脈沖，其中A、B兩脈沖相位差相差90度以判斷電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，Z脈沖為每轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖以便于基準(zhǔn)點(diǎn)的定位。

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光電編碼器，是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。

這是目前應(yīng)用**多的傳感器，光電編碼器是由光源、光碼盤和光敏元件組成。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個(gè)長(zhǎng)方形孔。由于光電碼盤與電動(dòng)機(jī)同軸，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵盤與電動(dòng)機(jī)同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測(cè)裝置檢測(cè)輸出若干脈沖信號(hào)，通過計(jì)算每秒光電編碼器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能反映當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤還可提供相位相差90o的兩路脈沖信號(hào)。

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光電編碼器的運(yùn)用 增量型編碼器與***型編碼器區(qū)別

1、速度測(cè)量

線速度 ，根據(jù)跟儀表相連接 ，測(cè)量生產(chǎn)線的線速度

角速度 ，根據(jù)編碼器測(cè)量電機(jī) 、轉(zhuǎn)軸等的速度 測(cè)量

2、具**置測(cè)量

機(jī)床層面 ，記憶機(jī)床各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)具**置 ，如鉆床等

自動(dòng)化控制層面 ，把控在牧歌具**置做好規(guī)定行為。 如電梯 、提升機(jī)等

3、同步操作

根據(jù)角速度或線速度 ，對(duì)傳動(dòng)環(huán)節(jié)做好同步操作 ，以實(shí)現(xiàn)張力控制

編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線，其熱穩(wěn)定性好，精度高，金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎，但由于金屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個(gè)數(shù)量級(jí)，塑料碼盤是經(jīng)濟(jì)型的，其成本低，但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。

機(jī)械數(shù)據(jù)

連接帽材料 不銹鋼 V4A (1.4404; 316L)

外殼材料 不銹鋼（V4A） (1.4404, 316L)

外殼涂層 無涂層

法蘭形式 通孔, ? 78 mm, ATEX

法蘭材料 不銹鋼 V4A (1.4404, 316L)

軸的類型 實(shí)心軸, 單面平坦型軸, 長(zhǎng)度 = 20 mm

軸的直徑 ? 10 mm (0.39")

比較大軸負(fù)載 軸向 50 N, 徑向 50 N

轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ≤ 35 gcm2 [≤ 0.2 oz-in2]

摩擦力矩 ≤ 3 Ncm @ 20 °C (4.2 oz-in @ 68 °F)

最高機(jī)械速度 ≤ 3000 1/min

耐沖擊性 ≤ 100g (11毫秒半弦波, EN 60068-2-27)

耐振動(dòng)性 ≤ 10 g (10 Hz – 2000 Hz, EN 60068-2-6)

長(zhǎng)度 130 mm (5.12")

重量 1760 g (3.88 lb)

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光電編碼器：

傳感器

技術(shù) Optical + Magnetic

單圈分辨率 13 位

分辨率 多圈 14 位

多圈技術(shù) 機(jī)械齒輪組（無需電池，光學(xué)掃描） + 自發(fā)電的磁性脈沖計(jì)數(shù)器（無需電池和齒輪組）

精度 (INL) 13 bit: ±0.1317° + 1 LSB quantization @ RT

16 bit: ±0.1098° + 1 LSB quantization @ RT

認(rèn)證 認(rèn)證/壽命 碼制 碼 二進(jìn)制碼

環(huán)境規(guī)格

外殼防護(hù)等級(jí) (軸) IP65

外殼防護(hù)等級(jí) (外殼) IP65

工作溫度 -40 °C (-40 °F) - +85 °C (+185 °F)

存儲(chǔ)溫度 -40 °C (-40 °F) – +85 °C (+185 °F)

濕度 98%相對(duì)濕度, 無凝結(jié)狀態(tài)

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編碼器中常用的術(shù)語

1、比較大響應(yīng)頻率

是在1秒內(nèi)能響應(yīng)的比較大脈沖數(shù)（例：比較大響應(yīng)頻率為2KHz，即1秒內(nèi)可響應(yīng)2000個(gè)脈沖），公式如下：

比較大響應(yīng)轉(zhuǎn)速（RPM）/ 60 *（脈沖數(shù)/轉(zhuǎn)）=輸出頻率Hz

2、比較大響應(yīng)轉(zhuǎn)速

是指可響應(yīng)的最高轉(zhuǎn)速，在此轉(zhuǎn)速下發(fā)生的脈沖都可響應(yīng)，公式如下：

比較大響應(yīng)頻率（Hz）/ （脈沖數(shù)/轉(zhuǎn)） * 60 = 軸的轉(zhuǎn)速RPM

3、輸出電壓

是指輸出脈沖的電壓。輸出電壓會(huì)因輸出電流的變換而有所變化。

4、格雷碼

格雷碼是高級(jí)數(shù)據(jù)，因?yàn)槭菃卧嚯x和循環(huán)碼，所以很安全。每步只有一位變化。數(shù)據(jù)處理時(shí)，格雷碼必須轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼。

5、轉(zhuǎn)速

改速度指示編碼器的機(jī)械載荷限制。如果超出該限制，將對(duì)軸承使用壽命產(chǎn)生負(fù)面影響，另外信號(hào)也可能中斷。

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