« Принцип применения фотоэлектрического кодера и отраслевое определение» предоставлен вам фотоэлектрическим кодером Changchun Sanfeng Sension Technology Co., Ltd. « Принцип применения фотоэлектрического кодера и отраслевое определение» - это здравый смысл и динамика фотоэлектрических приборов, таких как кодер, « Принцип применения фотоэлектрического кодера и отраслевое определение» даст вам больше знаний, чтобы предоставить вам богатый материал, надеясь помочь!

　　

Фотоэлектрический кодер - это вращающийся датчик положения, который широко используется в современных сервоприводах для измерения углового смещения или угловой скорости, и его ось вращения обычно соединяется с измеренной осью вращения и вращается вместе с измеренной осью. Он преобразует угловое смещение измеренной оси в двоичное кодирование или последовательность импульсов.

Фотоэлектрические кодеры делятся на два типа: инкрементный фотоэлектрический кодер имеет преимущества простой структуры, небольшого размера, низкой цены, высокой точности, быстрой реакции и стабильной производительности, более широкое применение. В системах с высоким разрешением и большим количеством измерений угловой скорости / смещения инкрементные фотоэлектрические кодеры более *. Кодер типа может непосредственно давать цифровую информацию, соответствующую каждому углу поворота, легко обрабатывается компьютером, но когда подача превышает один оборот, требуется специальная обработка, и более двух кодеров должны быть соединены редуктором, чтобы сформировать многоступенчатое устройство обнаружения, чтобы сделать его структуру сложной и дорогостоящей.

1 Инвентивный кодер

1.1 Структура инкрементного фотоэлектрического кодера

Инкубационный кодер означает, что диск, вращающийся по оси вращения, дает ряд импульсов, которые затем суммируются и вычитаются счетчиком в соответствии с направлением вращения, чтобы показать угловое смещение поворота. Структура инкрементного фотоэлектрического кодера показана на рисунке 1.

Рисунок 1

Фотоэлектрический диск соединен с ротором. Кодовый диск может быть изготовлен из стеклянного материала с покрытием поверхности непроницаемым слоем металлического хрома, а затем изготовлен из центростремительной светопроницаемой щели на краю. Проницаемые щели равны по окружности кодового диска и варьируются от нескольких сотен до нескольких тысяч. Таким образом, весь круг кодового диска равномерно разделен на n прозрачных канавок. Растущий фотоэлектрический диск также может быть изготовлен из листовой нержавеющей стали, а затем вырезан равномерно распределенным светопропускающим желобом на краю окружности.

1.2 Принцип работы инкрементного кодера

Принцип работы инкрементного кодера показан на рисунке 2. Он состоит из основного кодового диска, диска, оптической системы и фотоэлектрического преобразователя. На периметре главного кодового диска (фотоэлектрического диска) изображены излучающие узкие щели с равным расстоянием, образующие равномерно распределенные прозрачные и непрозрачные зоны. Диспетчер параллелизма с основным кодовым диском и выгравирован двумя наборами прозрачных контрольных узких швов a и b, которые расположены на расстоянии 1 / 4 узла друг от друга, чтобы выходной сигнал двух фотоэлектрических преобразователей A и B отличался по фазе на 90 °. При работе диск остается неподвижным, основной диск вращается вместе с осью вращения, а свет, излучаемый источником света, проецируется на основной диск и диск. Когда непрозрачная область на главном кодовом диске выравнивается с прозрачным узким швом на диске, свет полностью закрывается, а выходное напряжение фотоэлектрического преобразователя невелико; Когда прозрачная область на главном кодовом диске выравнивается с прозрачным узким швом на диске, свет проходит, а выходное напряжение фотоэлектрического преобразователя велико. Каждый раз, когда основной диск переходит цикл маркировки, фотоэлектрический преобразователь выводит приближенное синусоидальное напряжение, а фазовая разность выходного напряжения фотоэлектрического преобразователя A и B составляет 90°.

Рисунок 2 Принцип работы инкрементного кодера

Источником света фотоэлектрических кодеров обычно являются светодиоды, которые имеют собственный эффект конденсации. Когда фотоэлектрический диск вращается вместе с рабочим валом, свет образует яркий и темный световой сигнал через щели фотоэлектрического диска и оптических перил. Фоточувствительный элемент преобразует этот световой сигнал в электрический импульсный сигнал, который после прохождения схемы обработки сигнала выводит импульсный сигнал в систему ЧПУ, а также может непосредственно отображать смещение цифровой трубкой.

Точность измерения фотоэлектрического кодера зависит от числа полос n на окружности кодового диска, а угол α может различаться следующим образом:

Альфа = 360 ° / n (1) Разрешение = 1 / n (2)

Например, если на краю кодового диска имеется 1024 полосы пропускания, то можно различить небольшие углы α = 360 ° / 1024 = 0352 °.

Чтобы определить направление вращения кодового диска, на оптических панелях должны быть установлены две щели, расстояние которых в два раза больше расстояния между двумя щелями на кодовом диске (m + 1 / 4), m - положительное целое число, и установлены два соответствующих набора светочувствительных элементов, таких как A и B на рисунке 1, иногда называемые cos и sin - элементами. Когда объект вращается, коаксиальный или ассоциированный фотоэлектрический кодировщик выводит цифровой импульсный сигнал с фазовой разницей 90 ° между A и B. Форма выходной волны фотоэлектрического кодера показана на рисунке 3. Чтобы получить положение вращения кодового диска, необходимо также установить точку отсчета, такую как « нулевая маркировочная канавка » на рисунке 1. На каждом круге кодового диска светочувствительный элемент, соответствующий нулевому маркировочному слоту, генерирует импульс, называемый « импульсом одного оборота», как показано в импульсе C0 на рисунке 3.

На рисунке 4 показана форма волны сигналов A и B при положительной инверсии кодера и их временная последовательность, а фаза сигнала A на 90 ° опережает B - сигнал при положительной инверсии кодера, как показано на рисунке 4 (a); При инверсии фаза сигнала B опережает сигнал A на 90°, как показано на рисунке 4 (b). Количество импульсов, выводимых A и B, линейно зависит от величины измеренного углового смещения, поэтому соответствующее угловое смещение может быть рассчитано путем подсчета импульсов. Правильное решение направления вращения и углового смещения / скорости вращения измеренной машины на основе этой связи между A и B называется разрешением и подсчетом импульсов. Разрешение и подсчет импульсов могут быть реализованы как программным, так и аппаратным обеспечением.

Диаграмма 4

2. Типовой кодер

Кодер типа - это детектор, который преобразует измеренный угол поворота непосредственно в соответствующий код, читая информацию о рисунке на диске. Кодирующий диск имеет три типа: фотоэлектрический, контактный и электромагнитный.

В настоящее время более широко используется фотоэлектрический диск, который печатает двоичное кодирование на диске прозрачного материала. На рисунке 5 показан четырехбитный двоичный диск, на котором каждый круг представляет собой двоичный цифровой код, напечатанный черно - белым и другим интервалом на одном и том же кодовом канале, образуя набор кодов. Черные и белые светонепроницаемые зоны представляют собой двоичные « 0» и « 1» соответственно. На четырехбитном фотоэлектрическом кодовом диске есть четыре круга цифрового кодового канала, каждый из которых обозначает двоичный бит, внутренний - высокий, внешний - низкий, а число, которое может быть кодировано в диапазоне 360 °, составляет 24 = 16.

Во время работы одна сторона кодового диска помещает питание, а другая - фотоэлектрическое приемное устройство, каждый канал кода соответствует фотоэлектрической трубке и усилительной, пластической схеме. Кодовые диски перемещаются в разные места, фотоэлектрические элементы принимают световые сигналы и преобразуются в соответствующие электрические сигналы, после усиления и формирования, становятся соответствующими цифровыми электрическими сигналами. Однако из - за точности изготовления и установки, когда диск вращается в процессе чередования двух ярдов, возникает ошибка в показаниях. Например, когда кодовый диск вращается по часовой стрелке и изменяется от положения « 0111 'до « 1000», эти четыре цифры изменяются одновременно, что может неправильно истолковать число как любой из 16 кодов, таких как 1111, 1011, 1101,... 0001 и т. Д., Что приводит к большой числовой ошибке, которую невозможно оценить, и эта ошибка называется не однозначной ошибкой.

Для устранения ошибок, не связанных с однозначностью, могут использоваться следующие методы.

2.1 Циклический диск (или диск Грея)

Циклический код, обычно также известный как код Грея, также является своего рода двоичным кодом, который имеет только два числа « 0» и « 1». На рисунке 6 показан четырехзначный код двоичного цикла. Характерной особенностью этого кодирования является то, что только один бит кода изменяется между двумя произвольно прилегающими кодами, то есть « 0» становится « 1» или « 1» становится « 0». Таким образом, в процессе преобразования двух чисел большая часть ошибок в показаниях не превышает « 1» и может быть прочитана только как одно из двух соседних чисел. Таким образом, это эффективный способ устранения ошибок, не связанных с однозначностью.

2.2 Двоичный диск с референтным фотоэлектрическим устройством

Этот диск добавляет еще один круг сигнала к внешнему кольцу четырехбитного двоичного диска. На рисунке 7 показан двоичный циклический диск с детекторным фотоэлектрическим устройством. Позиция сигнального бита на внешнем кольце кодового диска совпадает с линией пересечения состояния, и считывается только тогда, когда фотоэлектрический элемент на сигнальном бите имеет сигнал, так что ошибки, не связанные с однозначностью, не будут возникать.