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分辨率与精度的概念:编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率,或直接称编码器工作时每圈输出的脉冲数,一般在每转分度5~25000线。而精度是指每个读数与标准位置的误差,两者不是一个概念,精度由码盘刻线、转轴同心度、材料的温度特性、电子读数的即时等各方面因数决定。
提高分辨率的意义:提高编码器的分辨率不是为提高精度,而是为了让运动过程更加平顺,尤其是在低速,另外降低无效功
型编码器的选用
1、机械部分
(1)测长度还是测角度,测长度如何通过机械方式转换(在上面有一些介绍,如不清楚可来电讨论)。测角度是360度内(单圈),还是可能过360度(多圈)。生产过程是一个方向旋转循环工作,还是来回方向循环工作。
(2)轴连接安装形式,有轴型通过软性联轴器连接,还是轴套型连接。
(3)机械安装
式编码器的机械安装有高速端安装、低速端安装、辅助机械装置安装等多种形式。
高速端安装:
安装于动力马达转轴端(或齿轮连接),此方法优点是分辨率高,由于多圈编码器有4096圈,马达转动圈数在此量程范围内,可充分用足量程而提高分辨率,缺点是运动物体通过减速齿轮后,来回程有齿轮间隙误差,编码器 测角度,一般用于单向高精度控制定位,例如轧钢的辊缝控制。另外编码器直接安装于高速端,马达抖动须较小,不然易损坏编码器。
低速端安装:
安装于减速齿轮后,如卷扬钢丝绳卷筒的轴端或后一节减速齿轮轴端,此方法已无齿轮来回程间隙,测量较直接,精度较高,此方法一般测量长距离定位,例如各种提升设备,送料小车定位等。
辅助机械安装:
常用的有齿轮齿条、链条皮带、摩擦转轮、收绳机械等。
(4)使用环境:粉尘,水气,震动,撞击?
增量编码器的分辨率,角度编码器原理,倍频与细分技术
增量编码器码盘是由很多光栅刻线组成的,角度编码器工作原理,有两个(或4个,以后讨论4个光眼的)光眼读取A/B信号的,刻线的密度决定了这个增量型编码器的分辨率,也就是可以分辨读取的小变化角度值。代表增量编码器的分辨率的参数是PPR,也就是每转脉冲数,例如每圈刻线360线,A/B每圈各输出360个脉冲,分辨率参数就是360PPR。那么这个编码器可分辨的小角度变化量是多少度呢?就是1度吗?
增量编码器的A/B输出的波形一般有两种,一种是有陡直上升沿和陡直下降沿的方波信号,一种是缓慢上升与下降,波形类似正弦曲线的Sin/Cos曲线波形信号输出,A与B相差1/4T周期90度相位,角度编码器,如果A是类正弦Sin曲线,那B就是类余弦Cos曲线。
对于方波信号,A/B两相相差90度相(1/4T),这样,在0度相位角,90度,180度,270度相位角,这四个位置有上升沿和下降沿,这样,实际上在1/4T方波周期就可以有角度变化的判断,这样1/4的T周期就是小测量步距,通过电路对于这些上升沿与下降沿的判断,可以4倍于PPR读取角度的变化,这就是方波的四倍频。这种判断,也可以用逻辑来做,0代表低,1代表高,A/B两相在一个周期内变化是00,01,11,10。这种判断不仅可以4倍频,还可以判断旋转方向。(即:二倍频信号是通过A相和B相的“异或”转换获得。四倍频信号是通过A信号和B信号的正跳沿及负跳沿获得。)
那么,方波信号的小分辨角度=360度/(4xPPR)。
前面的问题:一个方波A/B输出360PPR的增量编码器,小分辨角度=0.25度。
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