编码器工作原理,光电编码器工作原理分析.doc

页眉... 页脚. 编码器工作原理, 光电编码器的工作原理分析关键字: 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) 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, 精度页眉... 页脚. 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。 两相联接,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。 线—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—2 线编码器的功能如表 所示。页眉... 页脚. 根据逻辑表达式画出逻辑图如图 所示。该逻辑电路可以实现如表 所示的功能,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。 2. 键盘输入 8421BCD 码编码器: 计算机的键盘输入逻辑电路就是由编码器组成。图 是用十个按键和门电路组成的 8421 码编码器,其功能如表 所示, 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