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伺服電機編碼器淺談
來源: 發(fā)布時間:2019-12-26 點擊量:3222
1. 伺服電機說明中 2500ppr是什么 17bit又是什么
2500ppr說的是該伺服電機里內(nèi)藏了一個增量型編碼器。它的分辨率為每圈2500脈沖。
這里ppr的意思是pulse per revolution。
17bit說的是該伺服電機里內(nèi)藏了一個絕對式編碼器。它的分辨率為17比特。這相當于
360度被分割成2的17次方份。
2500PPR 是2500線的編碼器~~17bit是絕對值編碼器!
2. 碼盤
碼盤(encoding disk)是指測量角位移的數(shù)字編碼器。它具有分辨能力強、測量精度高和工作可靠等優(yōu)點,是測量軸轉(zhuǎn)角位置的一種最常用的位移傳感器。碼盤分為絕對式編碼器和增量編碼器兩種,前者能直接給出與角位置相對應(yīng)的數(shù)字碼;后者利用計算系統(tǒng)將旋轉(zhuǎn)碼盤產(chǎn)生的脈沖增量針對某個基準數(shù)進行加減。
接觸編碼器
接觸編碼器是絕對式編碼器中的一種,它由編碼盤、電刷和電路組成。圖1是一個6位二進制編碼器。編碼盤按二進制碼制成,與旋轉(zhuǎn)軸固定在一起。碼盤上有6條碼道,每條碼道上有許多扇形導(dǎo)電區(qū)(黑區(qū))和不導(dǎo)電區(qū)(白區(qū)),全部導(dǎo)電區(qū)連在一起接到一個公共電源上。 6個電刷沿一個固定的徑向安裝,分別與6條碼道接觸。每個電刷與一單根導(dǎo)線相連,輸出6個電信號,其電平由碼盤的位置控制。當電刷與導(dǎo)電區(qū)接觸時,輸出為“1”電平;與不導(dǎo)電區(qū)接觸時,輸出為“0”電平。隨著轉(zhuǎn)角的不同,輸出相應(yīng)的碼。編碼器的精度取決于碼盤本身的精度,分辨率則取決于碼道的數(shù)目。10條碼道的碼盤,其分辨率為1/1024,采用多個碼盤和裝上內(nèi)部傳動機構(gòu)時可達1/100000。
接觸編碼器的缺點是碼盤與電刷之間存在接觸摩擦,使用壽命短。電刷與碼道的不正確接觸還會產(chǎn)生模糊輸出,可能給出錯誤的結(jié)果,造成誤差。采用循環(huán)碼(格雷碼)可克服這一缺點,因為在任何瞬間只有一個比特的改變。格雷碼(見字符編碼)是變權(quán)碼,它與十進制數(shù)的關(guān)系為
式中D為十進制數(shù),n為具有“1”輸出的最高位的位數(shù),m為其次一位具有“1”輸出的位數(shù),q、s、…依次類推。采用格雷碼時,還需要按上式設(shè)計出相應(yīng)的轉(zhuǎn)換電路 [1]
光學(xué)編碼器
另一種絕對式編碼器是光學(xué)編碼器,是依照光學(xué)和光電原理制成的器件。它由光源、碼盤、光學(xué)系統(tǒng)及電路4部分組成。碼盤是在不透明的基底上按二進制碼制成明暗相間的碼道,相當于接觸編碼器的導(dǎo)電區(qū)和不導(dǎo)電區(qū)。光線通過碼盤由光電元件轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號。光學(xué)編碼器的精度高于1/108,徑向分度線的精度為 0.067弧秒。已制出的標準碼盤有偽隨機碼、素數(shù)碼、循環(huán)碼、正弦余弦碼、對數(shù)碼和二進十進碼等。
光電編碼器碼盤
光電編碼器是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。這是應(yīng)用最多的傳感器, 光電編碼器是由碼盤(光柵盤)和光電檢測裝置組成。碼盤(光柵盤)是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。由于光電碼盤與電動機同軸,電動機旋轉(zhuǎn)時,碼盤(光柵盤)與電動機同速旋轉(zhuǎn),經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號,其原理示意圖如圖1所示;通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數(shù)就能反映當前電動機的轉(zhuǎn)速。此外,為判斷旋轉(zhuǎn)方向,碼盤還可提供相位相差90º的兩路脈沖信號。
編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、菲林、樹脂:玻璃碼盤是在玻璃鍍鉻面上腐蝕出明暗碼道,其熱穩(wěn)定性好,精度高,易碎,成本高;金屬碼盤直接以通和不通刻線,不易碎,但由于金屬不易腐蝕,易形變,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,不易碎和變形,但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些;樹脂碼盤與玻璃碼盤的工藝接近,也是通過腐蝕明暗樹脂表面的鍍鉻,呈現(xiàn)出明暗脈沖,其優(yōu)點是精度高不容易碎,缺點在環(huán)境惡劣的高溫下容易跳碼,價格相對較高,加工工藝難度高,發(fā)達國家有生產(chǎn),暫時沒有生產(chǎn)廠家 [2] 。
特性
● 物料:菲林(PET片基),厚度0.10 mm 或 0.18 mm;
● 外徑:10~100mm;
● 高性價比;
● 解析度:32 CPR ~ 1024 CPR (28mm 外徑);
● 運行溫度:85℃ max。
增量編碼器
1、增量型旋轉(zhuǎn)編碼器有分辨率的差異,使用每圈產(chǎn)生的脈沖數(shù)來計量,數(shù)目從6到5400或更高,脈沖數(shù)越多,分辨率越高;這是選型的重要依據(jù)之一。
2、增量型編碼器通常有三路信號輸出(差分有六路信號):A,B和Z,一般采用TTL電平,A脈沖在前,B脈沖在后,A,B脈沖相差90度,每圈發(fā)出一個Z脈沖,可作為參考機械零位。一般利用A超前B或B超前A進行判向,我公司增量型編碼器定義為軸端看編碼器順時針旋轉(zhuǎn)為正轉(zhuǎn),A超前B為90°,反之逆時針旋轉(zhuǎn)為反轉(zhuǎn)B超前A為90°。也有不相同的,要看產(chǎn)品說明。
3、使用PLC采集數(shù)據(jù),可選用高速計數(shù)模塊;使用工控機采集數(shù)據(jù),可選用高速計數(shù)板卡;使用單片機采集數(shù)據(jù),建議選用帶光電耦合器的輸入端口。
4、建議B脈沖做順向(前向)脈沖,A脈沖做逆向(后向)脈沖,Z原點零位脈沖。
5、在電子裝置中設(shè)立計數(shù)棧 [3]推薦產(chǎn)品 MORE+
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