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脉冲编码器的工作原理


  脉冲编码器是一种光学式位置检测元件,编码盘直接装在电机的旋转轴上,以测出轴的旋转角度位置和速度变化,其输出信号为电脉冲。是一种常用的角位移传感器。同时也可作速度检测装置。

        脉冲编码器的优点是无摩擦和磨损,驱动力矩小,响应速度快。脉冲编码器的缺点是抗污染能力差,容易损坏。

        脉冲编码器的分类与结构

        脉冲编码器分为光电式、接触式和电磁感应式三种。光电式的精度与可靠性都优于其他两种,因此数控机床上只使用光电式脉冲编码器。

       脉冲编码器的结构:在一个圆盘的圆周上刻有等间距线纹,分为透明和不透明的部分,称为圆光栅。圆光栅与工作轴一起旋转。与圆光栅相对,平行放置一个固定的扇形薄片,称为指示光栅,上面制有相差1/4节距的两个狭缝(辨向狭缝)。此外,还有一个零位狭缝(每转发出一个脉冲)。脉冲发生器通过十字连接头或键与伺服电动机相连。  

       脉冲编码器的工作原理  

       当圆光栅与工作轴一起转动时,光线透过两个光栅的线纹部分,形成明暗相间的条纹。光电元件接受这些明暗相间的光信号,并转换为交替变换的电信号。该电信号为两组近似于正弦波的电流信号A和B,如图4-17所示。A和B信号相位相差90°,经放大和整形变成方形波。通过两个光栅的信号,还有一个“每转脉冲”,称为Z相脉冲,该脉冲也是通过上述处理得来的。Z脉冲用来产生机床的基准点。后来的脉冲被送到计数器,根据脉冲的数目和频率可测出工作轴的转角及转速。其分辨率取决于圆光栅的圈数和测量线路的细分倍数。  

        脉冲编码器的应用  

        脉冲编码器在数控机床上用作位置检测装置,将检测信号反馈给数控系统。其反馈给数控系统有两种方式:一是适应带加减计数要求的可逆计数器,形成加计数脉冲和减计数脉冲;二是适应有计数控制和计数要求的计数器,形成方向控制信号和计数脉冲。

 

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