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嚴(yán)格地講,方波高只能做4倍頻,雖然有人用時(shí)差法可以分的更細(xì),但那基本不是增量編碼器推薦的,更高的分頻要用增量脈沖信號(hào)是SIN/COS類正余弦的信號(hào)來做,后續(xù)電路可通過讀取波形相位的變化,用模數(shù)轉(zhuǎn)換電路來細(xì)分,5倍、10倍、20倍,磁角度編碼器,甚至100倍以上,分好后再以方波波形輸出(PPR)。分頻的倍數(shù)實(shí)際是有限制的,首先,模數(shù)轉(zhuǎn)換有時(shí)間響應(yīng)問題,角度編碼器,模數(shù)轉(zhuǎn)換的速度與分辨的度是一對(duì)矛盾,不可能細(xì)分,分的過細(xì),響應(yīng)與度就有問題;其次,原編碼器的刻線精度,輸出的類正余弦信號(hào)本身一致性、波形度是有限的,編碼器角度計(jì)算,分的過細(xì),只會(huì)把原來碼盤的誤差暴露得更明顯,而帶來誤差。細(xì)分做起來容易,但要做好卻很難,其一方面取決于原始碼盤的刻線精度與輸出波形度,另一方面取決于細(xì)分電路的響應(yīng)速度與分辨度。例如,德國的工業(yè)編碼器,推薦的佳細(xì)分是20倍,更高的細(xì)分是其推薦的精度更高的角度編碼器,但旋轉(zhuǎn)的速度是很低的。
一個(gè)增量編碼器細(xì)分后輸出A/B/Z方波的,還可以再次4倍頻,但是請(qǐng)注意,細(xì)分對(duì)于編碼器的旋轉(zhuǎn)速度是有要求的,一般都較低。另外,如原始碼盤的刻線精度不高、波形不,或細(xì)分電路本身的限制,細(xì)分也許會(huì)波形嚴(yán)重失真,大小步,丟步等,選用及使用時(shí)需注意。
前面的問題:一個(gè)正余弦A/B輸出360PPR的增量編碼器,小分辨角度可能是0.01度(如果25倍分頻,且原始碼盤精度有保證)。
有些增量編碼器,其原始刻線可以是2048線(2的11次方,11位),通過16倍(4位)細(xì)分,得到15位PPR,再次4倍頻(2位),得到了17位(Bit)的分辨率,這就是有些日系編碼器的17位高位數(shù)編碼器的得來了,它一般就用“位,Bit”來表達(dá)分辨率了。這種日系的編碼器在較快速度時(shí),內(nèi)部仍然要用未細(xì)分的低位信號(hào)來處理輸出的,要不然響應(yīng)就跟不上了,所以不要被它的“17位”迷惑了。
增量式編碼器(Incremental Encoder)是一種用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)角度、位置和速度的設(shè)備。它通過感知和記錄軸的運(yùn)動(dòng),將運(yùn)動(dòng)參數(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理和分析。增量式編碼器廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制系統(tǒng)、機(jī)械加工、機(jī)器人技術(shù)和儀器儀表等領(lǐng)域。本文將介紹增量式編碼器的工作原理、分類以及特點(diǎn)。
1.增量式編碼器工作原理
增量式編碼器基于光學(xué)或磁性原理工作,其工作原理可以分為以下幾個(gè)步驟:
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光學(xué)或磁知:增量式編碼器通常由一個(gè)固定部分和一個(gè)旋轉(zhuǎn)部分組成。固定部分包含感應(yīng)器(例如光電二極管或霍爾傳感器),而旋轉(zhuǎn)部分則與被測(cè)量的物體相連接。當(dāng)旋轉(zhuǎn)部分發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí),感應(yīng)器會(huì)感知到光電信號(hào)變化或磁場(chǎng)變化。
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信號(hào)產(chǎn)生:根據(jù)感應(yīng)器產(chǎn)生的信號(hào)變化,增量式編碼器會(huì)生成脈沖信號(hào)。通常,每旋轉(zhuǎn)一周,增量式編碼器會(huì)產(chǎn)生若干個(gè)脈沖,其數(shù)量與編碼器的分辨率有關(guān)。
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脈沖計(jì)數(shù):脈沖信號(hào)會(huì)被計(jì)數(shù)器記錄下來,以確定物體的位置、旋轉(zhuǎn)角度或速度。通過對(duì)脈沖計(jì)數(shù)進(jìn)行處理和分析,可以得到的測(cè)量結(jié)果。
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輸出接口:增量式編碼器的測(cè)量結(jié)果可以通過數(shù)字接口(如脈沖輸出、RS485通信等)傳輸給外部設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步處理和應(yīng)用。
如何選擇編碼器?
根據(jù)需要選擇合適的測(cè)量范圍,保證編碼器能夠準(zhǔn)確測(cè)量所需的運(yùn)動(dòng)。根據(jù)需要選擇合適的編碼器精度,以滿足系統(tǒng)的精度要求。
考慮編碼器的工作環(huán)境和特殊要求,如高溫、高壓、高海拔等情況,選擇適合的編碼器。
如何維護(hù)編碼器?
定期清潔編碼器表面的光學(xué)元件,避免灰塵影響測(cè)量精度。
防塵的工作環(huán)境中,應(yīng)選擇具備防水、防塵功能的編碼器。
避免編碼器受到?jīng)_擊和碰撞,尤其是光學(xué)元件需要小心處理。
企業(yè): 蘇州必力信光電有限公司
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