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我对编码器的认识

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编码器
是一种光电传感器,用于检测机械的运动和位移,并将其转变成数字信号,从而测出自动化系统中的位置、速度和角度。
旋转编码器基本上是由机械部件、吸/发光部件和电路部件构成。
机械部件由轴、框架和轴承构成、吸/发光部件由吸光元件、发光
元件、码盘/屏蔽罩构成。

         分类
1)它分为单路输出和双路输出两种。
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。
2)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。
绝对值型编码器
绝对值型编码器的基本原理与增量型编码器相同。在增量型编码器上,A、B两相均为脉冲信号输出;而绝对值型编码器,它是数字编码(二进制,BCD,格雷码输出)

注意:
正转(符号:[CW])
指旋转轴按顺时针方向旋转。
对于增量型编码器,A相在B相前输出,绝对值型编码器指示增加编码的方向。
A.B相
A、B相的输出信号以90°相位差输出,它是用以判断旋转方向的信号。
电机测速方法
M法
M法又称之为测频法,其测速原理是在规定的检测时间Tc内,对光电编码器输出的脉冲信号计数的测速方法,如图2所示,例如光电编码器是N线的,则每旋转一周可以有4N个脉冲,因为两路脉冲的上升沿与下降沿正好使编码器信号4倍频。现在假设检测时间是Tc,计数器的记录的脉冲数是M1,则电机的每分钟的转速为
                   N=15f(clk)M1/(N);
附录参考资料:
(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臵信息。
(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;当码盘处于不同位臵时,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,在转轴的任意位臵都可读出一个固定的与位臵相对应的数字码。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,检测绝对位臵。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.电源切除后位臵信息不会丢失。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臵,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)检测装臵,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臵和设备中。

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