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编码器工作原理,光电编码器的工作原理分析
编码器工作原理
绝对脉冲编码器:APC
增量脉冲编码器:SPC
两者一般都应用于速度控制或位置控制系统的检测元件.
旋转编码器是用来测量转速的装置。它分为单路输出和双路输出两种。技术参数主要有每转脉冲数(几十个到几千个都有),和供电电压等。单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲,而双路输出的旋转编码器输出两组相位差90度的脉冲,通过这两组脉冲不仅可以测量转速,还可以判断旋转的方向。
增量型编码器与绝对型编码器的区分
编码器如以信号原理来分,有增量型编码器,绝对型编码器。
增量型编码器(旋转型)
增量型编码器(旋转型)
工作原理:
由一个中心有轴的光电码盘,其上有环形通、暗的刻线,有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差(相对于一个周波为360度),将C、D信号反向,叠加在A、B两相上,可增强稳定信号;另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。
由于A、B两相相差90度,可通过比较A相在前还是B相在前,以判别编码器的正转与反转,通过零位脉冲,可获得编码器的零位参考位。
编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料,玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线,其热稳定性好,精度高,金属码盘直接以通和不通刻线,不易碎,但由于金属有一定的厚度,精度就有限制,其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级,塑料码盘是经济型的,其成本低,但精度、热稳定性、寿命均要差一些。
分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率,也称解析分度、或直接称多少线,一般在每转分度5~10000线。
信号输出:
信号输出有正弦波(电流或电压),方波(TTL、HTL),集电极开路(PNP、NPN),推拉式多种形式,其中TTL为长线差分驱动(对称A,A-;B,B-;Z,Z-),HTL也称推拉式、推挽式输出,编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。
信号连接—编码器的脉冲信号一般连接计数器、PLC、计算机,PLC和计算机连接的模块有低速模块与高速模块之分,开关频率有低有高。
如单相联接,用于单方向计数,单方向测速。
,用于正反向计数、判断正反向和测速。
A、B、Z三相联接,用于带参考位修正的位置测量。
A、A-,B、B-,Z、Z-连接,由于带有对称负信号的连接,电流对于电缆贡献的电磁场为0,衰减最小,抗干扰最佳,可传输较远的距离。
对于TTL的带有对称负信号输出的编码器,信号传输距离可达150米。
对于HTL的带有对称负信号输出的编码器,信号传输距离可达300米。
编码器的定义与功能:
在数字系统里,常常需要将某一信息(输入)变换为某一特定的代码(输出)。把二进制码按一定的规律编排,例如8421码、格雷码等,使每组代码具有一特定的含义(代表某个数字或控制信号)称为编码。具有编码功能的逻辑电路称为编码器。编码器有若干个输入,在某一时刻只有一个输入信号被转换成为二进制码。如果一个编码器有N个输入端和n个输出端,则输出端与输入端之间应满足关系N≤2n。例如8线—3线编码器和10线—4线编码器分别有8输入、3位二进制码输出和10输入、4位二进制码输出。
—2线编码器
下面分析4输入、2位二进制输出的编码器的工作原理。4线—。
。,即当I0~I3中某一个输入为1,输出 Y1Y0即为相对应的代码,例如当I1为1时,Y1Y0为01。这里还有一个问题请读者注意。当I0为1,I1~I3都为0和I0~I3均为0时Y1Y0 都是00,而这两种情况在实际中是必须加以区分的,这个问题留待后面加以解决。当然,编码器也可以设计为低电平有效。
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计算机的键盘输入逻辑电路就是由编码器组成。,, 其中S0~S9代表十个按键,即对应十进制数0~9的输入键,它们对应的输出代码正好是8421BCD码,同时也把它们作为逻辑变量,ABCD 为输出代码(A为最高位),GS为控制使能标志。
对功能表和逻辑电路进行分析,都可得知:①该编码器为输入低电平有效;②在按下S0~S9中任意一个键时,即输入信号中有一个为有效电平时,GS=1,代表有信号输入,而只有S0~S9均为高电平时GS=0,代表无信号输入,此时的输出代码0000为无效代码。由此解决了前面提出的如何区分两种情况下输出都是全0的问题。
综上所述,对编码器归纳为以下几点:
(要进行编码的信息的个数)与输出