位置检测装置-脉冲编码器-光栅资料.pptx

第三节脉冲编码器由图可以看出，码道的圈数就是二进制的位数，且高位在内，低位在外。其分辨角θ＝360o/24=22.5o，
假设是n位二进制码盘，就有n圈码道，
分辨角θ＝360o/2n，
码盘位数越大，所能分辨的角度越小，测量精度越高。假设要提高分辨力，就必须增多码道，即二进制位数增多。
目前接触式码盘一般可以做到9位二进制，光电式码盘可以做到18位二进制。

在数控机床上，光电脉冲编码器作为位置检测装置，用在数字比较伺服系统中，将位置检测信号反响给CNC装置。光电脉冲编码器用于数字脉冲比较伺服系统〔图5-17〕的工作原理如下：
光电脉冲编码器与伺服电机的转轴连接，随着电机的转动产生脉冲序列，其脉冲的频率将随着转速的快慢而升降。假设工作台静止，指令脉冲和反响脉冲都为零，两路脉冲送入数字脉冲比较器中进行比较，结果输出也为零。因伺服电机的速度给定为零，工作台依然不动。随着指令脉冲的输出，指令脉冲不为零，在工作台尚未移动之前，反响脉冲仍为零，比较器输出指令信号与反响信号的差值，经放大后，驱动电机带开工作台移动。电机运转后，光电脉冲编码器将输出反响脉冲送入比较器，与指令脉冲进行比较，如果偏差不为零，工作台继续移动，不断反响，直到偏差为零，即反响脉冲数等于指令脉冲数时，工作台停在指令规定的位置上。光栅三、应用〔光栅位移－数字转换系统〕
当光栅移动一个栅距，莫尔条纹便移动一个条纹宽度，理论上光栅亮度变化是一个三角波形，但由于漏光和不能到达最大亮度，被削顶削底后而近似一个正弦波〔见图5-20〕。硅光电池将近似正弦波的光强信号变为同频率的电压信号〔见图5-21〕，经光栅位移—数字变换电路放大、整形、微分输出脉冲。每产生一个脉冲，就代表移动了一个栅距那么大的位移，通过对脉冲计数便可得到工作台的移动距离。采用一个光电元件即只开一个窗口观察，只能计数，却无法判断移动方向。因为无论莫尔条纹上移或下移，从一固定位置看其明暗变化是相同的。为了确定运动方向，至少要放置两个光电元件，两者相距1/4莫尔条纹宽度。当光栅移动时，莫尔条纹通过两个光电元件的时间不同，所以两个光电元件所获得的电信号虽然波形相同，但相位相差90o。根据两光电元件输出信号的超前和滞后，可以确定标尺光栅移动方向。
增加线纹密度，能提高光栅检测装置的精度，但制造较困难，本钱高。在实际应用中，既要提高测量精度，同时又能到达自动辨向的目的，通常采用倍频或细分的方法来提高光栅的分辨精度，如果在莫尔条纹的宽度内，放置四个光电元件，每隔1/4光栅栅距产生一个脉冲，一个脉冲代表移动了1/4栅距那么大位移，分辨精度可提高四倍，这就是四倍频方案。假设光栅栅距0.01mm，那么工作台每移动0.0025mm，就会送出一个脉冲，即分辨率为0.0025mm。由此可见，光栅检测系统的分辨力不仅取决于光栅尺的栅距，还取决于鉴向倍频的倍数。除四倍频以外，还有十倍频、二十倍频等。内容总结