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二點說明德國heidenhain旋轉(zhuǎn)編碼器的的工作原理
點擊次數(shù):773 更新時間:2022-06-10

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一、德國heidenhain旋轉(zhuǎn)編碼器的工作原理

       由一個中心有軸的光電碼盤,其上有環(huán)形通、暗的刻線,有光電發(fā)射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D,每個正弦波相差90度相位差(相對于一個周波為360度),將C、D信號反向,疊加在A、B兩相上,可增強穩(wěn)定信號;另每轉(zhuǎn)輸出一個Z相脈沖以代表零位參考位。由于A、B兩相相差90度,可通過比較A相在前還是B相在前,以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn),通過零位脈沖,可獲得編碼器的零位參考位。

       編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料,玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線,其熱穩(wěn)定性好,精度高,金屬碼盤直接以通和不通刻線,不易碎,但由于金屬有一定的厚度,精度就有限制,其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個數(shù)量級,塑料碼盤是經(jīng)濟型的,其成本低,但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。

分辨率—編碼器以每旋轉(zhuǎn)360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率,也稱解析分度、或直接稱多少線,一般在每轉(zhuǎn)分度5~10000線 

二、德國heidenhain旋轉(zhuǎn)編碼器的原理特點

heidenhain旋轉(zhuǎn)編碼器的是集光機電技術于一體的速度位移傳感器。

增量式

       增量式編碼器軸旋轉(zhuǎn)時,有相應的相位輸出。其旋轉(zhuǎn)方向的判別和脈沖數(shù)量的增減,需借助后部的判向電路和計數(shù)器來實現(xiàn)。其計數(shù)起點可任意設定,并可實現(xiàn)多圈的無限累加和測量。還可以把每轉(zhuǎn)發(fā)出一個脈沖的Z信號,作為參考機械零位。當脈沖已固定,而需要提高分辨率時,可利用帶90度相位差A,B的兩路信號,對原脈沖數(shù)進行倍頻。

絕對值

       絕對值編碼器軸旋轉(zhuǎn)器時,有與位置一一對應的代碼(二進制,BCD碼等)輸出,從代碼大小的變更即可判別正反方向和位移所處的位置,而無需判向電路。它有一個絕對零位代碼,當停電或關機后再開機重新測量時,仍可準確地讀出停電或關機位置地代碼,并準確地找到零位代碼。一般情況下絕對值編碼器的測量范圍為0~360度,但特殊型號也可實現(xiàn)多圈測量。

正弦波

       正弦波編碼器也屬于增量式編碼器,主要的區(qū)別在于輸出信號是正弦波模擬量信號,而不是數(shù)字量信號。它的出現(xiàn)主要是為了滿足電氣領域的需要-用作電動機的反饋檢測元件。在與其它系統(tǒng)相比的基礎上,人們需要提高動態(tài)特性時可以采用這種編碼器。

為了保證良好的電機控制性能,編碼器的反饋信號必須能夠提供大量的脈沖,尤其是在轉(zhuǎn)速很低的時候,采用傳統(tǒng)的增量式編碼器產(chǎn)生大量的脈沖,從許多方面來看都有問題,當電機高速旋轉(zhuǎn)(6000rpm)時,傳輸和處理數(shù)字信號是困難的。

       在這種情況下,處理給伺服電機的信號所需帶寬(例如編碼器每轉(zhuǎn)脈沖為10000)將很容易地超過MHz門限;而另一方面采用模擬信號大大減少了上述麻煩,并有能力模擬編碼器的大量脈沖。這要感謝正弦和余弦信號的內(nèi)插法,它為旋轉(zhuǎn)角度提供了計算方法。這種方法可以獲得基本正弦的高倍增加,例如可從每轉(zhuǎn)1024個正弦波編碼器中,獲得每轉(zhuǎn)超過1000,000個脈沖。接受此信號所需的帶寬只要稍許大于100KHz即已足夠。內(nèi)插倍頻需由二次系統(tǒng)完成 

使用旋轉(zhuǎn)編碼器測量角度

德國heidenhain旋轉(zhuǎn)編碼器安裝方式

      旋轉(zhuǎn)編碼器內(nèi)置軸承和定子,編碼器的圓光柵直接與被測軸相連。掃描單元通過滾珠軸承安裝在軸上,并由定子連軸器支撐。當軸進行角加速度時,定子聯(lián)軸器必須只吸收軸承摩擦力所導致的牛矩,因此它能最大限度地降低靜態(tài)和動態(tài)測量誤差。而且,安裝在定子上的聯(lián)軸器還能補償被測軸的軸向運動。定子聯(lián)軸器的其它優(yōu)點還有:

安裝簡單

總長度短

聯(lián)軸器的固有頻率高

允許使用空心軸

       內(nèi)置軸承的旋轉(zhuǎn)編碼器由分離的聯(lián)軸器連接可用于實心軸。推薦使用的連接被測軸的聯(lián)軸器能補償徑向和軸向誤差。采用分離聯(lián)軸器的角度編碼器能支持更高的軸轉(zhuǎn)速。

無內(nèi)置軸承旋轉(zhuǎn)編碼器工作時沒有摩擦。掃描頭和圓光柵、光柵鼓或鋼帶這兩個部件可在組裝時分別調(diào)整。其優(yōu)點有:

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