光电编码器基础知识培训

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光电编码器的识别方法

光电编码器的识别方法

光电编码器的识别方法光电编码器是一种常见的位置和运动控制装置,通过光电检测技术来实现位置和运动的测量和控制。

光电编码器的主要原理是利用光电检测器与编码盘上的光栅条之间的交互作用,对光栅条进行编码,从而实现位置和运动的测量。

在实际应用中,光电编码器常常用于工业自动化领域,例如机床、机器人、印刷设备等。

本文将介绍光电编码器的基本原理和常见的识别方法。

1. 光电编码器的基本原理光电编码器是利用光电检测技术来实现位置和运动的测量和控制的装置。

典型的光电编码器由光源、光电检测器和编码盘组成。

光源通常是一种发出可见光的二极管,光电检测器通常是一种光电二极管或光敏电阻。

编码盘上的光栅条通常采用二进制编码,通过光电检测器来感知光栅条的位置,从而完成位置和运动的测量。

2. 光电编码器的常见识别方法2.1 光电检测光电检测是光电编码器最常见的识别方法之一。

该方法通过光电检测器感知编码盘上的光栅条的位置,从而确定位置和运动的信息。

光电检测器一般采用光电二极管或光敏电阻。

光电二极管能够将光信号转化为电信号,通过测量电信号的强度和变化,可以确定光栅条的位置。

光敏电阻则通过感知光的强度变化来实现对光栅条位置的测量。

2.2 增量式测量增量式测量是光电编码器常见的一种测量方法。

该方法需要一对编码盘,分别连接在输入轴和输出轴上。

输入轴上的编码盘通常称为主编码器,输出轴上的编码盘通常称为从编码器。

通过比较主编码器和从编码器输出的编码信号的相位差,可以计算出输入轴的旋转角度和位置。

这种方法可以实现高分辨率的位置和角度测量,但需要进行初次校准。

2.3 绝对式测量绝对式测量是光电编码器另一种常见的测量方法。

与增量式测量不同,绝对式测量可以直接读取编码盘上的绝对位置信息,无需进行初次校准。

这种方法通常需要编码盘上的每个光栅条对应一个编码值,并且编码值是唯一的。

通过光电检测器感知光栅条的位置,并将编码值转化为数字信号,可以实现对位置和角度的测量。

编码器培训教程

编码器培训教程

后LS(原点)
A
0mm点
脉冲数 524970 测量位置 1700mm
脉冲数x 模厚y
当运动到任意点A位置时,y=x/k 即是当前模厚(mm)。注:k数值2500-2机为307
12
3、程序摘要
原点设置
后退限
后退限位置 每mm脉冲数 脉冲数预设值
13
计数器读写 计数允许
将预设值写入 高速计数器
读取当前值
9
顶出机械值
每mm脉 冲数 顶出位置 mm
10
B、模厚调整(增量式编码器+高速计数器)
1,编码器参数及接线图
型号:SL-013-360A 电源电压:24V
ØB A20
ØA A18
24V+ B19
分辨率:360
最大应答频率:0-200KHz
SL 24V-
最大转速:6000r/min
A-
输出:集电极开路NPN型
QX40
X468 X469
7
2,基本原理:
1,该编码器为10位编码,可以输出0-2¹º(即0-1024)任一位置编码,例如当编码器机械位 置在512,则输出二进制码10 0000 0000,PLC点x469-x460与之对应。这样PLC读取输入点即 可以得知出当前机械位置。 2,设计思路: 假设押出长度最大200mm,由于该编码器为单圈编码器,最大转一圈,即可知每毫米转动 1024/200=5.12格,假如原点是0点(注:原点只是计算0参考点,未必是编码器机械0点,可 以是任意点),那么当转到x469-x460为10 0000 0000时,即可换算出走了100mm。 3,实际程序设计:
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。

光电式传感器——光电编码器 PPT

光电式传感器——光电编码器 PPT

光电编码器转速测量动画演示
绝对式光电编码器
M法测速(适合于高转速场合) m1
T
有一增量式光电编码器,其参数为1024p/r,在5s 时间内测得65536个脉冲,则转速(r/min)为 :
n = 60 × 65536 /(1024 × 5)=768 r/min
转速测量
编码器每转产 生 N 个脉冲,在 T 时间段内有 m1 个脉冲产生,则 转速(r/min)为: n = 60m1/(NT)
x=t/360×
x
位置反馈
在数控机床中的应用
通过测量滚 珠丝杠的角位
移,间接获得
工作台的直线 位移x,构成位 置半闭环伺服 系统。
绝对式光电编码器
数控机床位置检测装置的分类
绝对式光电编码器
在伺服电机中的应用
伺服电机
编码器
应用方面:
•转子磁极位置测量 •角位移测量 •转速测量
绝对式光电编码器
转速测量
一转(360)
C
绝对式光电编码器
•绝对式编码器按照角 度直接进行编码,直 接用数字代码表示。
•绝对式光电编码器的编 码盘由透明及不透明区组 成,编码盘上码道的条数 就是数码的位数。
• 这种编码器的特点不是要计数器,而是在转轴的任意位置 都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。
绝对式光电编码器
1-光源;2-透镜;3-编码盘;4-狭缝; 5-光电元件
光敏元件所产 生的信号A、B 彼 此 相 差 90 相 位,用于辨向。 当码盘正转时, A信号超前B信 号90; 当码盘反转脉冲)
在码盘里圈,还有一条
狭缝C,每转能产生一个脉
冲,该脉冲信号又称“一
转信号”或零标志脉冲,
C

光电编码器基础学习知识原理与维修

光电编码器基础学习知识原理与维修

高精度的光电编码器的结构及原理2009年06月12日星期五8:48本文主要介绍高精度的光电编码器的内部结构、工作原理与位置检测的方法。

一、光电编码器的介绍:光电编码器是通过读取光电编码盘上的图案或编码信息来表示与光电编码器相连的电机转子的位置信息的。

根据光电编码器的工作原理可以将光电编码器分为绝对式光电编码器与增量式光电编码器,下面我就这两种光电编码器的结构与工作原理做介绍。

(一)、绝对式光电编码器绝对式光电编码器如图所示,他是通过读取编码盘上的二进制的编码信息来表示绝对位置信息的。

编码盘是按照一定的编码形式制成的圆盘。

图1是二进制的编码盘,图中空白部分是透光的,用“0”来表示;涂黑的部分是不透光的,用“1”来表示。

通常将组成编码的圈称为码道,每个码道表示二进制数的一位,其中最外侧的是最低位,最里侧的是最高位。

如果编码盘有4个码道,则由里向外的码道分别表示为二进制的23、22、21和20,4位二进制可形成16个二进制数,因此就将圆盘划分16个扇区,每个扇区对应一个4位二进制数,如0000、0001、 (1111)a) b)按照码盘上形成的码道配置相应的光电传感器,包括光源、透镜、码盘、光敏二极管和驱动电子线路。

当码盘转到一定的角度时,扇区中透光的码道对应的光敏二极管导通,输出低电平“0”,遮光的码道对应的光敏二极管不导通,输出高电平“1”,这样形成与编码方式一致的高、低电平输出,从而获得扇区的位置脚。

(二)、增量式光电编码器Increamental Optical-electrical Encoder增量式光电编码器是码盘随位置的变化输出一系列的脉冲信号,然后根据位置变化的方向用计数器对脉冲进行加/减计数,以此达到位置检测的目的。

它是由光源、透镜、主光栅码盘、鉴向盘、光敏元件和电子线路组成。

增量式光电编码器的工作原理是是由旋转轴转动带动在径向有均匀窄缝的主光栅码盘旋转,在主光栅码盘的上面有与其平行的鉴向盘,在鉴向盘上有两条彼此错开90o相位的窄缝,并分别有光敏二极管接收主光栅码盘透过来的信号。

光电编码器基础知识培训-PPT

光电编码器基础知识培训-PPT
光电编码器基础知识培训
编码器基本工作原理 编码器的分类与应用 编码器的主要技术参数 编码器的命名方式
2
1 编码器的基本工作原理
光电编码器,又称光电角位置传感器。是集成光—机 —电为一体的数字测角装置,主要是以高精度计量光栅 为检测元件,通过光电转换,将轴的机械角位移信息转 换成相应的数字代码,用他可以实现角位移、角速度、 和角加速度及其他物理量的精确测量,输出信号与计算 机相连接,不仅能够实现数字测量与数字控制,而且与其 他同类用途的传感器相比,具有精度高、测量范围广、 使用可靠、易于维护等优点。因此已普遍应用在雷达、 光电经纬仪、地面指挥仪、机器人、数控机床和高精度 闭环调速系统等诸多领域,是自动化设备理想的角度传 感器。
启动力拒 径向跳动 轴向串动 端面跳动 时针方向 最大机械转速
23
合格的UVW信号
11
附录 :信号倍频的原理
12
附录 :模拟信号积分放大的原理
13
附录 :放大及驱动电路的原理
14
附录 :典型编码器PCB原理图(增量式)
15
附录 :典型编码器倍频电路原理图(增量式)
16
17
18
19
20
21
2 编码器的主要分类
•从工作原理分 •1光电式 2磁电式 3机械式
7
UVW ASIC ABZ ASIC
正在发光的LED、 Lens组合件 码盘
8
大家学习辛苦了,还是要坚持
继续保持安静
9
111870-0002 LED、Lens组合件
ABZ ASIC 整体放大图
ASIC的局部放大图
UVW ASIC 整体放大图
10

LED整体放大图
Disk 码道部分放大图

光电编码器的原理及应用(高教知识)

光电编码器的原理及应用(高教知识)
这样的方法对有些工控项目比较麻烦,甚至不允许开机找零 (开机后就要知道准确位置),有一些工况也不允许使用中因干扰
影响而产生位置错误,于是就有了绝对值编码器的出现。
全面分析
15
绝对式旋转编码器
• 用光信号扫描分度盘(分度盘与传动轴相 联)上的格雷码或二进制码刻度盘以确定 被测物的绝对位置值,然后将检测到的格 雷码或二进制码数据转换为电信号以脉冲 的形式输出测量的位移量
全面分析
4
增量式旋转编码器
增量式旋转编码器用光信号扫描码盘(码与转动轴相联), 通过检测、统计信号的通断数量来计算旋转角度。
工作原理:光学编码器由一个中心有轴的光电码盘,其上有环形 通、暗的刻线,当圆盘旋转一个节距时,在发光元件照射下,光 敏元件得到A,B信号为具有90度相位差的正弦波,这组信号经放 大器放大与整形,得到的输出方波,A相比B相超前90度,其电压 幅值一般为5V。当A相超前前B相时为正方向旋转,若B相超前A相 时即为负方向旋转,利用A相与B相的相位关系可以判别编码器的 的正转与反转,Z相产生的脉冲为基准脉冲,又称零点脉冲,它 是轴旋转一周在固定位置上产生一个脉冲,可获得编码器的零位 参考位。
光电编码器的原理及 应用
全面分析
1
光电编码器的定义
• 光电编码器是利用光电效应原理,将角度、 位置、转速等物理量转化为电气信号并加 以输出的一种传感器。
• 光电编码器在工业控制和自动化领域应用 非常广泛。适用于测量的物理量有:速度; 长度;角度;位置
全面分析
2
光电编码器的分类
按测量方式的分类: • 旋转编码器 • 直尺编码器
全面分析
8
全面分析
9
全面分析
10
倍频原理: 对于方波信号,A,B两相相差90度 相(1/4T),这样,在0度相位角,90度,180 度,270度相位角,这四个位置有上升沿和下降 沿,这样,实际上在1/4T方波周期就可以有角度 变化的判断,这样1/4的T周期就是最小测量步 距,通过电路对于这些上升沿与下降沿的判断, 可以4倍于PPR读取角度的变化,这就是方波的四 倍频。这种判断,也可以用逻辑来做,0代表低 ,1代表高,A/B两相在一个周期内变化是0 0, 0 1,1 1,1 0 。这种判断不仅可以4倍频,还可 以判断旋转方向。

智能传感器技术之光电编码器课件

智能传感器技术之光电编码器课件
随着材料科学和制造工艺的进步,光电编码器的精度和可靠性将 得到进一步提升,能够满足更严格的应用需求。
智能化与集成化
智能传感器技术将与光电编码器进一步融合,实现编码器的智能化 和集成化,提高其自适应和自我诊断能力。
无线连接与远程监控
通过无线通信技术,光电编码器将能够实现远程监控和数据传输, 提高设备管理和维护的便捷性。
光电转换原理的核心在于光敏元件的响应特性,即在不同光照条件下,光敏元件 能够产生相应的电信号。
信号处理原理

信号处理原理是指对获取的原始电信号进行处理,以提取出 所需的信息。在光电编码器中,信号处理电路负责对光电转 换电路输出的电信号进行处理。
信号处理电路通常包括放大器、滤波器、整形电路等,用于 对原始电信号进行放大、滤波和整形,以便后续的解码和计 数。
工作原理
光电编码器主要由光源、光敏元件、光电码盘和信号处理电路组成。当码盘转 动时,光敏元件接收到的光线会发生变化,从而产生电信号,经过信号处理电 路处理后输出相应的数字或脉冲信号。
光电编码器的分类与特点
分类
根据码盘的不同,光电编码器可分为 绝对式和增量式两种。绝对式编码器 具有唯一对应的输出码,而增量式编 码器则输出脉冲信号。
CHAPTER 03
光电编码器的性能指标
分辨率与精度
分辨率
光电编码器能够检测到的最小角度变 化量,通常以度(°)或弧度(rad) 为单位。分辨率越高,检测角度变化 的能力越强。
精度
光电编码器实际测量的角度值与真实 角度值的偏差程度。精度越高,测量 结果越准确。
工作环境要求
工作温度
光电编码器正常工作的环 境温度范围,通常为20°C至70°C。
采用屏蔽电缆、远离干扰源等措施,减少信 号干扰。

第二十一讲光电编码器种类及其工作原理

第二十一讲光电编码器种类及其工作原理

自整角机放大系数Kbs= 1.25V/(º),BSR输
出交流电压Ubs是角差的正弦函数,当角差
很 小 时 , 近 似 与 角 差 成 正 比 , 即 Ubs =
KbsΔθm (当
m)。10
• 将Ubs整流成直流电压时须反映Δθm的极性。
因此采用相敏整流器URP,URP、电压放大 器 A 、 电 力 电 子 变 换 器 UPE 的 总 增 益 KrpKaKs=200 , 自 整 角 机 本 身 的 检 测 误 差 ed=0.5º,当输入轴以最高转速 m 200 /旋s 转, 负载转矩为20Nm,求该系统的稳态误差。
表4-2 绝对值式码盘轴位置与数码对照表
轴的位置 二进制码 循环码 轴的位置 二进制码 循环码
0
0000
0000
8
1000 1100
1
0001
0001
9
1001 1101
2
0010
0011
10
1010 1111
3
0011
0010
11
1011 1110
4
0100
0110
12
1100 1010
5
0101
第二十一讲
要求:1.了解光电编码器种类及其工作原理
2.了解位置随动系统误差种类,掌握不同 类型系统在给定输入信号下误差;
3.了解三闭环系统的构成及其调节器设计 原则;
4.理解位置调节和转速计算中断服务子程 序;
• ③光电编码器
• 由光源、光栅码盘和光敏元件组成,直接
输出数字式电脉冲信号,是主要使用的数 字式位置传感器,结构见图3-10
0.837A
• ④系统的静态结构框图:
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6
Confidential and internal use only
•相位阵技术 • 相位阵技术就是将光电池高度集成在ASIC芯片上,差动 信号(A或B)的接收部分是由数百个微小单元光电池集成 在一起,各单元光电池分布在不同的位置,其相位和波形 通过阵列运算的方式,把模糊信号处理成高灵敏度标准源 信号。相位阵ASIC芯片由多层电路组成,除表面的高灵敏 度光电池阵列外,下层还集成实时阵列运算电路、虚拟定 光栅、正弦信号生成电路、电压比较器、积分放大器、相 位稳定电路、倍频电路等,从而简化了编码器电路处理过 程。 • 丹纳赫采用的就是相位阵技术,ASIC是从美国ETIC (East Texas Integrated Circuits)购买的,它集成了指示 光栅、信号处理电路、倍频电路等,具有较高的耐温特性 和较高的响应频率还有很好的抗干扰特性。
Confidential and internal u来自e only增量信号:
由A,B,Z等信号组成可以反 应出当前编码器的运行状态。
如:在单位时间内,用户接受 到的脉冲数就反应出了编码器运行 的速度,包括速率和方向。
磁极信号(UVW信号):
由U、V、W等信号组成可以代 替电机中的电刷切换电机的磁极电 流方向。用来控制电机的运行。
4
编码器的命名方式
23
Confidential and internal use only
1
编码器的基本工作原理 光电编码器,又称光电角位置传感器。是集成光— 机—电为一体的数字测角装置,主要是以高精度计量光 栅为检测元件,通过光电转换,将轴的机械角位移信息 转换成相应的数字代码,用他可以实现角位移、角速度、 和角加速度及其他物理量的精确测量,输出信号与计算 机相连接,不仅能够实现数字测量与数字控制,而且与其 他同类用途的传感器相比,具有精度高、测量范围广、 使用可靠、易于维护等优点。因此已普遍应用在雷达、 光电经纬仪、地面指挥仪、机器人、数控机床和高精度 闭环调速系统等诸多领域,是自动化设备理想的角度传 感器。
7
Confidential and internal use only
UVW ASIC ABZ ASIC
正在发光的LED、 Lens组合件
码盘
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Confidential and internal use only
111870-0002 LED、Lens组合件
ABZ ASIC 整体放大图
ASIC的局部放大图
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Confidential and internal use only
20
Confidential and internal use only
2
编码器的主要分类
•从工作原理分
•1光电式 2磁电式 3机械式
•从信号分 •1增量式(F10 F14 F18) •2绝对式(AC58) •从轴形式分 •1空心轴(F series) •从机械结构分 •1组合式 2无轴承(M series) 3封闭式
附录 :模拟信号积分放大的原理
12
Confidential and internal use only
附录 :放大及驱动电路的原理
13
Confidential and internal use only
附录 :典型编码器PCB原理图(增量式)
14
Confidential and internal use only
4
Confidential and internal use only
光电编码器信号产生流程 光源LED
信号的形式
发散的红外光
透镜Lens 指示光栅
平行的红外光 编码后的平行红外光
码盘Disk
能反应运动状态的编码平行红外光
接受器ASIC
能反应运动状态的电脉冲信号
整形电路
客户
5
有驱动能力且能反应运动状态的电脉 冲信号
附录 :典型编码器倍频电路原理图(增量式)
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Confidential and internal use only
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Confidential and internal use only
17
Confidential and internal use only
18
Confidential and internal use only
3
Confidential and internal use only
1:光源(LED) 2:透镜(Lens)
3:指示光栅
4:码盘(Disk) 5:接受器 (ASIC)
点光源(LED)发出的光经过透镜(Lens)的折射变成准直的平行光,通 过光栅和码盘,照射到光电接受器上,如果码盘发生转动,光线就会把码 盘转动的情况反应到接受器上。接受器会把这些光信号转换成电信号输出, 从而以电脉冲的形式反应出物理的运动量(位移、角速度、加速度)。
Confidential and internal use only
2实心轴(RI41 RI58 76)
21
3
编码器的主要技术参数
脉冲
电压输出
精度
时针方向
电源电压
消耗电流
信号协议
集电极开路 绝缘阻抗 径向跳动
驱动器输出
响应频率
互补输出 启动力拒
轴向串动
端面跳动
时针方向
最大机械转速
22
Confidential and internal use only
光电编码器基础知识培训
• ICG TianJin China
• 2009.4.30
1
Confidential and internal use only
编码器基本工作原理 编码器的分类与应用 编码器的主要技术参数
编码器的命名方式
2
Confidential and internal use only
9
UVW ASIC 整体放大图
Confidential and internal use only
LED整体放大图
Disk 码道部分放大图
合格的ABZ信号
10
合格的UVW信号
Confidential and internal use only
附录 :信号倍频的原理
11
Confidential and internal use only
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