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SIEMENS河北省石家庄市 西门子代理商——西门子华北一级总代理

更新时间
2024-07-04 07:00:00
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详细介绍


2.1 分辨率

指编码器能够分辨的Zui小单位。

  • 对于增量式编码器,其分辨率表示为编码器转轴旋转一圈所产生的脉冲数,即脉冲数/转(Pulse Per Revolution 或PPR)

    码盘上透光线槽的数目其实就等于分辨率,也叫多少线,较为常见的有5-6000 线。

  • 对于juedui式编码器,内部码盘所用的位数就是它的分辨率,单位是位(bit),具体还分单圈分辨率和多圈分辨率。

  • 2.2 精度

    首先明确一点,精度与分辨率是两个不同的概念。

    精度是指编码器每个读数与转轴实际位置间的Zui大误差,通常用角度、角分或角秒来表示。

    例如有些juedui式编码器参数表里会写±20′′,这个就表示编码器输出的读数与转轴实际位置之间存在正负20 角秒的误差。

    精度由码盘刻线加工精度、转轴同心度、材料的温度特性、电路的响应时间等各方面因素共同决定。

    2.3 Zui大响应频率

    指编码器每秒输出的脉冲数,单位是Hz。计算公式为:

    Zui大响应频率= 分辨率* 轴转速/60

    例如某电机的编码器的分辨率为100(即光电码盘一圈有100条栅格),轴转速为120转每分钟(即每秒转2圈),则响应频率为100*120/60=200Hz,即该转速下,编码器每秒输出200个脉冲(电机带动编码器转了2圈嘛)。

    2.4 信号输出形式
  • 对于增量式编码器,每个通道的信号独立输出,输出电路形式通常有集电极开路输出、推挽输出、差分输出等。

  • 对于juedui式编码器,由于是直接输出几十位的二进制数,为了确保传输速率和信号质量,一般采用串行输出或总线型输出,例如同步串行接口(SSI)、RS485、CANopen 或EtherCAT 等,也有一部分是并行输出,输出电路形式与增量式编码器相同。



  • 3码盘测速原理


    3.1 编码器倍频

    编码器倍频是什么意思呢,比如某光栅编码器一圈有N个栅格,理论上电机带动编码器转一圈,只能输出N个信号,通过倍频技术,可以实现转一圈,却能输出N*n个信号,这里的n为倍频数。

    增量式编码器输出的脉冲波形一般为占空比50% 的方波,通道A 和B 相位差为90°。

  • 如果只使用通道A计数,并且只捕获通道A的上升沿,则一圈的计数值=码盘的栅格数,即为1倍频(没有倍频)

  • 如果只使用通道A计数,并且捕获了通道A的上升沿和下降沿,则编码器转一圈的计数值翻倍,实现2倍频

  • 如果既使用通道A计数,又使用通道B计数,且都捕获了上升沿和下降沿,则实现了4倍频

  • 假设某个增量式编码器它的分辨率是600PPR,能分辨的Zui小角度是0.6°,对它进行4 倍频之后就相当于把分辨率提高到了600*4=2400PPR,此时编码器能够分辨的Zui小角度为0.15°。

    3.2 M法测速

    又叫做频率测量法。该方法是在一个固定的时间内(以秒为单位),统计这段时间的编码器脉冲数,计算速度值。M法适合测量高速

    假设:

  • 编码器单圈总脉冲数为C(常数)

  • 统计时间为T0(固定值,单位秒)

  • 该时间内统计到的编码器脉冲数M0(测量值)

  • 则:转速n (圈/秒)的计算公式为:

    图片

    如何理解这个公式:

    M0/C  即统计时间内有多少个编码器脉冲,再除以统计时间T0,即1s(单位时间)内转了多少圈

    例如:统计时间T0为3s,在3s内测得的脉冲M0为60,而编码器的单圈脉冲数C为20,则转速n=60/(20*3)=1圈每秒

    由于C 是常数,所以转速n 与M0成正比。这就使得:

  • 在高速时,测量时M0变大,可以获得较好的测量精度和平稳性

  • 但在低速时(低到每个T0内只有少数几个脉冲),此时算出的速度误差就会比较大,并且很不稳定。


  • 如下图,方波为编码器某一通道输出的脉冲。

    当转速较高时,每个统计时间T0内的计数值较大,可以得到较准确的转速测量值。

    当转速较低时,每个统计时间T0内的计数值较小,由于统计时间的起始位置与编码器脉冲的上升沿不一定对应,当统计时间的起始位置不同时,会有一个脉冲的误差(只统计上升沿时,Zui多会有1个脉冲误差,统计上升沿和下降沿时,Zui多会有2个脉冲的误差)。




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