按脈沖編碼器碼盤的讀取方式分:光電式、接觸式、電磁式。其中,光電碼盤在數控機床上應用較多。 按測量的坐標系分:增量式、絕對式。 (一)增量式脈沖編碼器 增量式脈沖編碼器的型號是用脈沖數/轉(p/r)來區分,數控機床上常用的脈沖編碼器每轉的脈沖數有:2000p/r、2500p/r和3000p/r等。在高速、高精度的數字伺服系統中,應用高分辨率的脈沖編碼器,如:20000p/r、25000p/r和30000p/r等。 ![]() 光電式脈沖編碼器由光源、透鏡、光電盤、圓盤(光柵板) 、光電元件和信號處理電路等組成(圖6-12 )。光電盤用玻璃材料研磨拋光制成,玻璃表面在真空中鍍上一層不透光的鉻,再用照相腐蝕法在上面制成向心透光窄縫。透光窄縫在圓周上等分,其數量從幾百條到幾千條不等。圓盤(光柵板)也用玻璃材料研磨拋光制成,其透光窄縫為兩條,每一條后面安裝一只光電元件。 當圓光柵旋轉時,光線透過兩個光柵的線紋部分,形成明暗條紋。光電元件接受這些明暗相間的光信號,轉換為交替變化的電信號,該信號為兩組近似于正弦波的電流信號A和B(如圖6-13),A和B信號的相位相差90°。經放大整形后變成方波形成兩個光柵的信號。光電編碼器還有一個“一轉脈沖”,稱為Z相脈沖,每轉產生一個,用來產生機床的基準點。 ![]() 脈沖編碼器輸出信號有A、 、B、 、Z、 等信號,這些信號作為位移測量脈沖以及經過頻率/電壓變換作為速度反饋信號,進行速度調節。 (二)絕對式編碼器 絕對式編碼器可直接把被測轉角用數字代碼表示出來,且每一個角度位置均有其對應的測量代碼,它能表示絕對位置,沒有累積誤差,電源切除后,位置信息不丟失,仍能讀出轉動角度。 編碼器是按一定的編碼形式,如二進制編碼等,將圓盤分成若干等分,利用電子、光電或電磁元件把代表被測位移的各等分上的數碼轉換成電信號輸出用于檢測。 圖6-14是一個四位二進制編碼盤,涂黑部分是導電的,其余部分是絕緣的。對應于各碼道裝有電刷。當碼盤隨工作軸一起轉動時,就可得到二進制數輸出,碼盤的精度與碼道多少有關,碼道越多,碼盤的容量越大。 ![]() 當檢測對象帶動碼盤一起轉動時,電刷和碼盤的相對位置發生變化,與電刷串聯的電阻將會出現有電流通過或沒有電流通過兩種情況。若回路中的電阻上有電流通過,為“1”;反之,電刷接觸的是絕緣區,電阻上無電流通過,為“0”。如果碼盤順時針轉動,就可依次得到按規定編碼的數字信號輸出,圖示為4位二進制碼盤,根據電刷位置得到由“1”和“0”組成的二進制碼,輸出為0000、0001、0010……1111。 碼道的圈數就是二進制的位數,且高位在內,低位在外。其分辨角θ=360o/24=22.5o,若是n位二進制碼盤,就有n圈碼道,分辨角θ=360o/2n,碼盤位數越大,所能分辨的角度越小,測量精度越高。 |
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