编码器工作原理

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编码器工作原理

编码器工作原理

编码器工作原理
编码器是一种用于将机械运动转化为数字信号的装置。

它通常由一个旋转轴和一个光学或磁性传感器组成。

编码器的工作原理是通过测量旋转轴的位置和速度来生成相应的数字信号。

1. 光学编码器的工作原理:
光学编码器使用光学传感器来检测旋转轴的位置和速度。

它包含一个光源和一个光敏元件。

光源发出光束,经过旋转轴上的光栅或编码盘后被光敏元件接收。

光栅或编码盘上的刻线会使光束产生变化,光敏元件会将这些变化转化为电信号。

通过测量光敏元件接收到的电信号的变化,可以确定旋转轴的位置和速度。

2. 磁性编码器的工作原理:
磁性编码器使用磁性传感器来检测旋转轴的位置和速度。

它包含一个磁性编码盘和一个磁性传感器。

磁性编码盘上有一些磁性标记,当旋转轴旋转时,磁性传感器会感应到这些标记的磁场变化。

通过测量磁性传感器接收到的磁场变化,可以确定旋转轴的位置和速度。

编码器的输出通常是一个数字信号,可以是脉冲信号或者是数字序列。

脉冲信号的频率和方向表示旋转轴的速度和方向,而数字序列则可以被解码为旋转轴的绝对位置。

编码器在许多领域都有广泛的应用,例如机械工程、自动化控制和机器人技术等。

它们可以用于测量旋转轴的位置和速度,实现精确的位置控制和运动控制。

编码器的工作原理使其成为现代工业中不可或缺的设备之一。

编码器工作原理

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编码器工作原理编码器是一种常见的电子设备,用于将物理量转换为数字信号或编码信号。

它通常用于测量、控制和通信系统中。

下面将详细介绍编码器的工作原理。

一、编码器的基本原理编码器的基本原理是利用光、磁、电或机械等物理效应来实现信号的转换。

根据不同的工作原理,编码器可以分为光电编码器、磁编码器、电容编码器、电感编码器和机械编码器等多种类型。

二、光电编码器的工作原理光电编码器是一种常用的编码器类型,它利用光电传感器和光栅来实现信号的转换。

光栅是由透明和不透明的条纹组成的,当光栅旋转时,光传感器会检测到光栅上的条纹变化,从而产生脉冲信号。

具体工作原理如下:1. 光电传感器发射一束光线照射在光栅上。

2. 光栅上的条纹会使光线发生衍射,形成一个周期性的光斑。

3. 光电传感器检测到光斑的变化,并将其转换为电信号。

4. 通过计算脉冲的数量和方向,可以确定光栅的位置和运动方向。

三、磁编码器的工作原理磁编码器是利用磁场变化来实现信号转换的编码器类型。

它通常由磁头和磁性标尺组成。

磁头感应到磁性标尺上的磁场变化,并将其转换为电信号。

具体工作原理如下:1. 磁头感应到磁性标尺上的磁场变化。

2. 磁性标尺上的磁场变化可以通过改变磁极的极性、磁场的大小或磁场的方向来实现。

3. 磁头将磁场变化转换为电信号。

4. 通过计算脉冲的数量和方向,可以确定磁性标尺的位置和运动方向。

四、电容编码器的工作原理电容编码器是利用电容变化来实现信号转换的编码器类型。

它通常由固定电容和可变电容组成。

可变电容的值随着物体的位置或运动而变化,从而产生电信号。

具体工作原理如下:1. 固定电容和可变电容组成一个电容电路。

2. 可变电容的值随着物体的位置或运动而变化。

3. 电容变化导致电路中的电荷变化,产生电信号。

4. 通过测量电信号的大小和变化,可以确定物体的位置和运动方向。

五、电感编码器的工作原理电感编码器是利用电感变化来实现信号转换的编码器类型。

它通常由固定电感和可变电感组成。

编码器工作原理

编码器工作原理

编码器工作原理编码器是一种常用的电子设备,用于将输入的信号转换为特定的编码形式,以便于传输、存储和处理。

编码器工作原理涉及信号转换、编码方式和工作流程等方面。

一、信号转换编码器的基本功能是将输入信号转换为数字信号或者摹拟信号,以便于后续的处理。

信号转换通常包括以下几个步骤:1. 信号采集:编码器通过传感器或者接口电路采集输入信号。

例如,光电传感器可以采集光线的强弱,而旋转编码器可以采集旋转角度。

2. 信号放大:采集到的信号通常较弱,需要经过放大电路进行增强,以保证后续处理的准确性和稳定性。

3. 信号滤波:对采集到的信号进行滤波处理,去除噪声和干扰,提高信号质量。

常用的滤波方式包括低通滤波、高通滤波和带通滤波等。

4. 信号调整:根据实际需求,对信号进行调整,如幅度调整、相位调整等。

调整后的信号更适合后续的编码处理。

二、编码方式编码器根据不同的应用需求,采用不同的编码方式来表示输入信号。

常见的编码方式有以下几种:1. 数字编码:将输入信号转换为数字形式,通常使用二进制码表示。

例如,十进制数可以转换为二进制数,方便计算机进行处理。

2. 摹拟编码:将输入信号转换为摹拟形式,通常使用摹拟电压或者电流表示。

例如,音频信号可以转换为摹拟电压信号,方便音频设备进行处理。

3. 脉冲编码:将输入信号转换为脉冲形式,通常使用脉冲宽度、脉冲间隔或者脉冲数量表示。

例如,位置编码器可以将位置信息转换为脉冲数量,方便测量和控制。

4. 字符编码:将输入信号转换为字符形式,通常使用ASCII码或者Unicode码表示。

例如,键盘输入的字符可以转换为对应的字符编码,方便计算机进行处理和显示。

三、工作流程编码器的工作流程通常包括以下几个步骤:1. 信号输入:将待编码的信号输入到编码器中。

输入信号可以是来自传感器、接口电路或者外部设备的信号。

2. 信号转换:根据编码器的工作原理,将输入信号转换为特定的编码形式。

转换方式可以是数字转换、摹拟转换、脉冲计数或者字符编码等。

编码器工作原理

编码器工作原理

编码器工作原理编码器是一种用于将输入信号转换为特定编码形式的设备。

它在许多领域中被广泛应用,如自动化控制系统、数码通信、机器人技术等。

本文将详细介绍编码器的工作原理和常见的编码器类型。

一、编码器的基本原理编码器的工作原理基于信号的编码和解码过程。

它将输入信号转换为特定的编码形式,以便在接收端进行解码和处理。

编码器通常由两个主要部分组成:输入部分和输出部分。

输入部分接收来自传感器或其他输入设备的信号,并将其转换为数字信号或模拟信号。

输出部分将编码后的信号传输给接收端进行解码。

编码器的工作原理可以简单描述为以下几个步骤:1. 信号输入:编码器接收来自传感器或其他输入设备的信号。

这些信号可以是模拟信号(如电压、电流)或数字信号(如脉冲信号)。

2. 信号编码:编码器将输入信号转换为特定的编码形式。

常见的编码方式包括二进制编码、格雷码、脉冲编码等。

编码的目的是将输入信号转换为一系列离散的编码值,以便在传输和解码过程中能够准确还原原始信号。

3. 编码传输:编码后的信号通过传输介质(如电缆、光纤)传输到接收端。

传输过程中可能会受到噪声和干扰的影响,因此编码器通常采用一定的纠错码或差错检测机制以提高传输可靠性。

4. 信号解码:接收端接收到编码后的信号后,进行解码处理。

解码器根据编码器的编码规则,将接收到的编码信号转换为原始信号。

5. 信号输出:解码后的信号输出给后续的处理设备或系统,以实现相应的功能。

二、常见的编码器类型1. 绝对值编码器:绝对值编码器将每个位置的编码值与特定的位置对应,能够准确表示位置信息。

常见的绝对值编码器包括光电编码器、磁性编码器等。

2. 增量式编码器:增量式编码器输出的编码值与位置信息相关,但无法准确表示位置。

它通常输出两个相位差异的信号,用于测量位置的变化和速度。

增量式编码器常用于测量旋转运动或线性位移。

3. 旋转编码器:旋转编码器用于测量旋转运动,通常采用光电传感器和光栅等技术。

它可以输出角度信息和方向信息,广泛应用于机械控制和位置测量领域。

编码器工作原理

编码器工作原理

编码器工作原理编码器是一种电子设备,用于将输入的模拟信号或数字信号转换为特定的编码形式,以便于传输、存储或处理。

它在许多领域中广泛应用,如通信、自动化控制、计算机科学等。

工作原理:编码器的工作原理基于信号的编码和解码过程。

它接收输入信号,并将其转换为特定的编码形式。

下面将介绍两种常见的编码器工作原理。

1. 模拟编码器工作原理:模拟编码器将连续变化的模拟信号转换为数字编码。

它通常由两个主要部分组成:采样和量化。

- 采样:编码器以一定的采样率对输入信号进行采样。

采样率决定了编码器对信号的精度和准确性。

较高的采样率可以提供更准确的编码结果。

- 量化:采样后的信号被量化为离散的数值。

量化过程将连续的模拟信号映射到有限数量的离散级别。

量化级别的数量决定了编码器的分辨率。

较高的分辨率可以提供更精确的编码结果。

2. 数字编码器工作原理:数字编码器将数字信号转换为另一种数字编码形式。

它通常由两个主要部分组成:编码和解码。

- 编码:编码器将输入的数字信号转换为特定的编码形式。

常见的编码方式包括二进制编码、格雷码等。

编码过程可以通过逻辑电路或算法实现。

- 解码:解码器将编码后的信号重新转换为原始的数字信号。

解码过程与编码过程相反,可以使用逻辑电路或算法实现。

应用:编码器在许多领域中都有广泛的应用。

- 通信:编码器用于数字通信系统中的信号传输和接收。

它可以将模拟信号转换为数字信号,以便于传输和处理。

常见的应用包括音频编码、视频编码等。

- 自动化控制:编码器用于自动化控制系统中的位置和速度测量。

它可以将物理量(如角度、位移)转换为数字信号,用于控制系统的反馈和监测。

- 计算机科学:编码器用于计算机科学中的数据压缩和加密。

它可以将大量的数据转换为较小的编码形式,以便于存储和传输。

同时,编码器也可以用于数据加密,保护数据的安全性。

总结:编码器是一种将输入信号转换为特定编码形式的电子设备。

它的工作原理基于信号的编码和解码过程。

编码器工作原理

编码器工作原理

编码器工作原理编码器是一种常见的电子设备,用于将物理量转换成数字信号或者编码形式,以便于处理和传输。

它在许多领域中都有广泛的应用,例如工业自动化、通信系统、机器人技术等。

本文将详细介绍编码器的工作原理。

一、编码器的基本原理编码器的基本原理是通过测量和转换输入物理量来生成相应的输出编码。

常见的编码器有旋转编码器和线性编码器两种。

1. 旋转编码器旋转编码器主要用于测量旋转角度或者位置。

它通常由一个旋转轴和一个带有刻度的圆盘组成。

当旋转轴转动时,圆盘上的刻度会与一个传感器进行接触或者挨近,从而生成相应的输出信号。

旋转编码器可以分为增量式编码器和绝对式编码器两种类型。

- 增量式编码器:增量式编码器通过测量旋转轴的角度变化来生成脉冲信号。

它通常由一个光电传感器和一个光栅刻度组成。

当旋转轴旋转时,光栅刻度会使光线在光电传感器上产生脉冲变化,从而生成输出信号。

增量式编码器可以提供角度变化的方向和速度信息。

- 绝对式编码器:绝对式编码器可以直接测量旋转轴的绝对位置。

它通常由一个光电传感器和一个二进制码盘组成。

二进制码盘上的光栅刻度会使光线在光电传感器上产生特定的脉冲组合,从而生成输出信号。

绝对式编码器可以提供旋转轴的精确位置信息。

2. 线性编码器线性编码器主要用于测量直线位移或者位置。

它通常由一个测量尺和一个传感器组成。

当测量尺挪移时,传感器会测量到相应的位移并生成输出信号。

线性编码器可以分为增量式编码器和绝对式编码器两种类型。

- 增量式编码器:增量式线性编码器通过测量测量尺的位移变化来生成脉冲信号。

它通常由一个光电传感器和一个光栅尺组成。

当测量尺挪移时,光栅尺上的光栅刻度会使光线在光电传感器上产生脉冲变化,从而生成输出信号。

增量式线性编码器可以提供位移变化的方向和速度信息。

- 绝对式编码器:绝对式线性编码器可以直接测量测量尺的绝对位置。

它通常由一个光电传感器和一个二进制码尺组成。

二进制码尺上的光栅刻度会使光线在光电传感器上产生特定的脉冲组合,从而生成输出信号。

编码器工作原理

编码器工作原理

编码器工作原理编码器是一种用于将输入信号转换成特定输出信号的设备。

它广泛应用于自动控制系统、通信系统、数码产品等领域。

本文将详细介绍编码器的工作原理和其常见的工作方式。

一、编码器的基本原理编码器的基本原理是将输入信号转换成特定的输出信号,以实现信息的编码和传输。

它通常由输入部份、编码部份和输出部份组成。

1. 输入部份:输入部份接收来自外部的输入信号,可以是电流、电压、光信号等。

输入信号的特点决定了编码器的适合范围和工作方式。

2. 编码部份:编码部份是编码器的核心部份,它将输入信号转换成特定的编码形式。

常见的编码方式有脉冲编码、格雷码、二进制编码等。

不同的编码方式适合于不同的应用场景。

3. 输出部份:输出部份将编码部份生成的编码信号转换成输出信号,可以是电流、电压、光信号等。

输出信号的特点决定了编码器的输出方式和使用方式。

二、编码器的工作方式编码器的工作方式主要分为绝对编码和增量编码两种。

1. 绝对编码:绝对编码器可以直接读取出物体的精确位置信息,不需要通过计数或者复位等操作。

它的工作原理是将每一个位置对应一个惟一的编码,通过读取编码信号来确定物体的位置。

绝对编码器通常具有高精度和高分辨率的特点,适合于对位置要求较高的应用。

2. 增量编码:增量编码器通过计数脉冲的方式来确定物体的位置。

它的工作原理是将物体的运动转换成脉冲信号,通过计数脉冲的数量和方向来确定物体的位置和运动状态。

增量编码器通常具有较低的成本和较简单的结构,适合于对位置要求不太严格的应用。

三、编码器的应用领域编码器广泛应用于各个领域,以下是一些常见的应用领域:1. 自动控制系统:编码器可以用于测量和控制机械设备的位置、速度和角度等参数,实现精确的运动控制。

2. 通信系统:编码器可以用于数字通信系统中的信号编码和解码,实现信息的传输和处理。

3. 数码产品:编码器可以用于数码相机、数码音乐播放器等产品中的位置和控制功能,提供更好的用户体验。

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编码器工作原理编码器是一种用于将物理量转换为数字信号的设备,常用于测量和控制系统中。

它可以将输入的摹拟信号转换为数字信号,以便计算机或者其他数字设备进行处理和分析。

编码器的工作原理取决于其类型,包括旋转编码器和线性编码器。

1. 旋转编码器工作原理:旋转编码器主要用于测量旋转运动,例如测量机电转速或者位置。

它通常由一个旋转轴和一个固定的编码盘组成。

编码盘上有一系列刻度线或者孔,旋转轴上安装有一个光电传感器。

当旋转轴转动时,光电传感器会检测到刻度线或者孔的变化,并将其转换为数字信号。

根据刻度线或者孔的数目,可以确定旋转轴的位置或者旋转速度。

2. 线性编码器工作原理:线性编码器主要用于测量直线运动,例如测量机床的挪移距离或者位置。

它通常由一个固定的刻度尺和一个挪移的读头组成。

刻度尺上有一系列刻度线或者孔,读头上安装有一个光电传感器。

当读头沿着刻度尺挪移时,光电传感器会检测到刻度线或者孔的变化,并将其转换为数字信号。

根据刻度线或者孔的数目,可以确定读头的位置或者挪移距离。

编码器的工作原理基于光电传感器的原理。

光电传感器使用光电效应来检测光的变化,并将其转换为电信号。

在编码器中,光电传感器通常由一个发光二极管和一个光敏电阻或者光电二极管组成。

发光二极管发出光线,光线经过刻度线或者孔后被光敏电阻或者光电二极管接收。

当光线受到刻度线或者孔的遮挡时,光电传感器会产生电信号的变化。

这些变化经过放大和处理后,转换为数字信号输出。

编码器的输出信号可以是脉冲信号或者摹拟信号。

脉冲信号通常用于测量旋转或者线性运动的位置或者速度。

每一个刻度线或者孔的变化都会产生一个脉冲信号,通过计算脉冲数量或者脉冲频率,可以确定运动的位置或者速度。

摹拟信号通常用于测量连续变化的物理量,例如温度或者压力。

摹拟信号经过模数转换后,转换为数字信号输出。

编码器在自动化控制系统中具有广泛的应用。

它可以用于位置反馈、速度控制、定位和测量等方面。

通过使用编码器,可以实现高精度的测量和控制,提高系统的性能和稳定性。

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编码器工作原理,光电编码器的工作原理分析作者:佚名来源: 发布时间:2010-3-8 15:18:00 [收藏] [评论]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。

A.B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。

1.4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5.2.1所示。

根据逻辑表达式画出逻辑图如图5.2.1所示。

该逻辑电路可以实现如表5.2.1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5.2.2是用十个按键和门电路组成的8421码编码器,其功能如表5.2.2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:1.编码器的输入端子数N(要进行编码的信息的个数)与输出端子数n(所得编码的位数)之间应满足关系式N≤2n。

2.编码器的每个输入端都代表一个二进制数、十进制数或其它信息符号,而且在N个输入端中每次只允许有一个输入端输入信号(输入低电平有效或输入高电平有效),输出为相应的二进制代码或二-十进制代码(BCD码)。

3.正确使用编码器的控制端,可以用来扩展编码器的功能。

一、光电编码器的工作原理光电编码器,是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。

这是目前应用最多的传感器,光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。

光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。

由于光电码盘与电动机同轴,电动机旋转时,光栅盘与电动机同速旋转,经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号,其原理示意图如图1所示;通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。

此外,为判断旋转方向,码盘还可提供相位相差90o的两路脉冲信号。

根据检测原理,编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。

根据其刻度方法及信号输出形式,可分为增量式、绝对式以及混合式三种。

(一)增量式编码器增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相;A、B两组脉冲相位差90o,从而可方便地判断出旋转方向,而Z相为每转一个脉冲,用于基准点定位。

它的优点是原理构造简单,机械平均寿命可在几万小时以上,抗干扰能力强,可靠性高,适合于长距离传输。

其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。

(二)绝对式编码器绝对编码器是直接输出数字量的传感器,在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道,每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成,相邻码道的扇区数目是双倍关系,码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数,在码盘的一侧是光源,另一侧对应每一码道有一光敏元件;当码盘处于不同位置时,各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号,形成二进制数。

这种编码器的特点是不要计数器,在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。

显然,码道越多,分辨率就越高,对于一个具有N位二进制分辨率的编码器,其码盘必须有N条码道。

目前国内已有16位的绝对编码器产品。

绝对式编码器是利用自然二进制或循环二进制(葛莱码)方式进行光电转换的。

绝对式编码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形,绝对编码器可有若干编码,根据读出码盘上的编码,检测绝对位置。

编码的设计可采用二进制码、循环码、二进制补码等。

它的特点是:1.可以直接读出角度坐标的绝对值;2.没有累积误差;3.电源切除后位置信息不会丢失。

但是分辨率是由二进制的位数来决定的,也就是说精度取决于位数,目前有10位、14位等多种。

(三)混合式绝对值编码器混合式绝对值编码器,它输出两组信息:一组信息用于检测磁极位置,带有绝对信息功能;另一组则完全同增量式编码器的输出信息。

光电编码器是一种角度(角速度)检测装置,它将输入给轴的角度量,利用光电转换原理转换成相应的电脉冲或数字量,具有体积小,精度高,工作可靠,接口数字化等优点。

它广泛应用于数控机床、回转台、伺服传动、机器人、雷达、军事目标测定等需要检测角度的装置和设备中。

二、光电编码器的应用电路(一)EPC-755A光电编码器的应用EPC-755A光电编码器具备良好的使用性能,在角度测量、位移测量时抗干扰能力很强,并具有稳定可靠的输出脉冲信号,且该脉冲信号经计数后可得到被测量的数字信号。

因此,我们在研制汽车驾驶模拟器时,对方向盘旋转角度的测量选用EPC-755A光电编码器作为传感器,其输出电路选用集电极开路型,输出分辨率选用360个脉冲/圈,考虑到汽车方向盘转动是双向的,既可顺时针旋转,也可逆时针旋转,需要对编码器的输出信号鉴相后才能计数。

图2给出了光电编码器实际使用的鉴相与双向计数电路,鉴相电路用1个D触发器和2个与非门组成,计数电路用3片74LS193组成当光电编码器顺时针旋转时,通道A输出波形超前通道B输出波形90°,D触发器输出Q(波形W1)为高电平,Q(波形W2)为低电平,上面与非门打开,计数脉冲通过(波形W3),送至双向计数器74LS193的加脉冲输入端CU,进行加法计数;此时,下面与非门关闭,其输出为高电平(波形W4)。

当光电编码器逆时针旋转时,通道A输出波形比通道B输出波形延迟90°,D触发器输出Q(波形W1)为低电平,Q(波形W2)为高电平,上面与非门关闭,其输出为高电平(波形W3);此时,下面与非门打开,计数脉冲通过(波形W4),送至双向计数器74LS193的减脉冲输入端CD,进行减法计数。

汽车方向盘顺时针和逆时针旋转时,其最大旋转角度均为两圈半,选用分辨率为360个脉冲/圈的编码器,其最大输出脉冲数为900个;实际使用的计数电路用3片74LS193组成,在系统上电初始化时,先对其进行复位(CLR信号),再将其初值设为800H,即2048(LD信号);如此,当方向盘顺时针旋转时,计数电路的输出范围为2048~2948,当方向盘逆时针旋转时,计数电路的输出范围为2048~1148;计数电路的数据输出D0~D11送至数据处理电路。

实际使用时,方向盘频繁地进行顺时针和逆时针转动,由于存在量化误差,工作较长一段时间后,方向盘回中时计数电路输出可能不是2048,而是有几个字的偏差;为解决这一问题,我们增加了一个方向盘回中检测电路,系统工作后,数据处理电路在模拟器处于非操作状态时,系统检测回中检测电路,若方向盘处于回中状态,而计数电路的数据输出不是2048,可对计数电路进行复位,并重新设置初值。

(二)光电编码器在重力测量仪中的应用采用旋转式光电编码器,把它的转轴与重力测量仪中补偿旋钮轴相连。

重力测量仪中补偿旋钮的角位移量转化为某种电信号量;旋转式光电编码器分两种,绝对编码器和增量编码器。

增量编码器是以脉冲形式输出的传感器,其码盘比绝对编码器码盘要简单得多且分辨率更高。

一般只需要三条码道,这里的码道实际上已不具有绝对编码器码道的意义,而是产生计数脉冲。

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