【精编医学资料】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