增量編碼器的原理就是這么簡單

增量光電編碼器是一種常用的增量編碼器，主要由玻璃編碼器、發(fā)光管、光電接收管和成型電路組成。窗格玻璃的結(jié)構(gòu)如圖1所示，從外到內(nèi)分為三個環(huán)，即A環(huán)、B環(huán)和Z環(huán)。每個環(huán)中的黑色部分是不透明的，而白色部分是透明的，可以通過光透射。玻璃板的中心安裝有一根旋轉(zhuǎn)軸，與伺服電機同步旋轉(zhuǎn)。


增量編碼器碼盤


增量光電編碼器的結(jié)構(gòu)和工作原理圖

增量編碼器的發(fā)光管發(fā)光照亮玻璃碼盤，光穿過A和B環(huán)的透明孔分別照亮A和B相光電接收管。以獲得相位A和相位B脈沖。經(jīng)過強化和整形后，脈沖被輸出。由于A和B環(huán)的透明孔的交錯排列，所獲得的A和B相位脈沖之間的相位差為90°。Z形環(huán)只有一個透明孔，當碼盤旋轉(zhuǎn)一個周期時，只產(chǎn)生一個脈沖。這個脈沖被稱為Z脈沖（零位脈沖），它決定了代碼盤的起始位置。

增量編碼器可以檢測伺服電機的轉(zhuǎn)向、速度和位置。由于環(huán)A和B上透明孔的交錯排列，當環(huán)A中的孔引導(dǎo)環(huán)B中的相應(yīng)孔時，當碼盤向前旋轉(zhuǎn)時，從增量編碼器接收的A相脈沖的相位領(lǐng)先于B相脈沖的相。當碼盤向后旋轉(zhuǎn)時，環(huán)B將孔引導(dǎo)到環(huán)A中，相位B脈沖引導(dǎo)相位A脈沖。因此，了解A相和B相的脈沖情況可以確定碼盤的方向（即伺服電機的方向）。如果碼盤的A環(huán)上有100個透明孔，并且碼盤旋轉(zhuǎn)一次，編碼器輸出100-A相位脈沖；當編碼器每秒旋轉(zhuǎn)10圈并輸出10個脈沖時，編碼器輸出1000-A相位脈沖，即輸出脈沖頻率為1KHZ；當編碼器每秒旋轉(zhuǎn)50轉(zhuǎn)時，增量編碼器輸出5000個相位脈沖，輸出脈沖頻率5KHZ；因此，了解增量編碼器的輸出脈沖的頻率可以確定電機的速度。當碼盤旋轉(zhuǎn)一個周期時，它會產(chǎn)生100個脈沖。從第一個Z相脈沖產(chǎn)生開始，當編碼器產(chǎn)生25個脈沖時，表明電機已轉(zhuǎn)到四分之一旋轉(zhuǎn)位置。當編碼器輸出1000個脈沖時，表示電機已經(jīng)旋轉(zhuǎn)了十個周期。

注：在技術(shù)術(shù)語中，分辨率是指增量編碼器旋轉(zhuǎn)一個周期所產(chǎn)生的脈沖數(shù)。這與編碼器的A環(huán)和B環(huán)上的透明孔的數(shù)量有關(guān)。它們越透明，旋轉(zhuǎn)一個周期產(chǎn)生的脈沖越多，增量編碼器的分辨率就越高。

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