【光電編碼器】是如何實(shí)現(xiàn)定位
文章來源：www.131aaa.com 發(fā)布時(shí)間：2021/05/18 點(diǎn)擊數(shù)：
嚴(yán)格而言，編碼器只是告訴大家該怎樣定位，要怎樣實(shí)施，是必須靠數(shù)控系統(tǒng)（或是PLC 類似控制器）操縱伺服或是步進(jìn)電機(jī)來完成精確定位，編碼器如同人的雙眼，清楚電機(jī)軸或是負(fù)載處在現(xiàn)階段某一個(gè)具體位置，工業(yè)上用的通常是光電類型編碼器，接下來簡易 闡述一下 。
簡易說下編碼原理和具體位置測量
光電編碼器是在一個(gè)薄薄的 很輕 的圓盤 子上，利用 緊密 儀器 來腐蝕 雕刻 了許多 條微小 的縫，等同于 將一個(gè) 360度，細(xì)分為 許多 等分，例如 成1024組，那樣 每一組 相互間 的角度 差是360 /1024度=0. 3515 625 度。
隨后 有一個(gè) 精細(xì) 的發(fā)光源 ，組裝 在碼盤的一邊 ，碼盤的此外 一邊 ，會(huì)有一個(gè) 接收器 類似 的，應(yīng)用 了光敏電阻 這種 元件 加放大 和整形電路 構(gòu)成 ，那樣 碼盤運(yùn)轉(zhuǎn) 情況下 ，有縫隙 的地方 會(huì)透光 過去 ，接收器 會(huì)瞬間 收到 光脈沖 ，通過 電路 正確處理 后，輸出 一個(gè) 電脈沖 信號(hào) ，那樣 碼盤旋轉(zhuǎn) 了一周 ，會(huì)相匹配 輸出 1024個(gè)脈沖 ，第1個(gè)脈沖具體位置假如是0，第二個(gè) 脈沖 具體位置 就是0.3515 625 °，第三個(gè) 脈沖 具體位置 是0.3515 625 °*2，依此類推 ，那樣 只需 有儀器 能讀 到脈沖 個(gè)數(shù) ，就可以清楚 碼盤相匹配 在什么位置了，假如 把編碼器 組裝 到電機(jī) 的軸上，電機(jī)軸 和碼盤是剛性連接，兩者的位置關(guān)系會(huì)一一對應(yīng) ，利用讀編碼器脈沖，就可以清楚電機(jī)的軸具體位置 。
而電機(jī)軸，例如會(huì)利用 同步帶，齒輪，鏈條等推動(dòng) 一些 負(fù)載，例如操縱絲桿，那樣 會(huì)有一個(gè) 所謂 電子 齒輪比的關(guān)聯(lián) ，電機(jī) 轉(zhuǎn)一圈，絲桿 會(huì)前進(jìn) 多少 毫米 ，那樣讀到了 相匹配 編碼器上輸出 多少給脈沖 ，利用 脈沖數(shù) 就可以反推出 現(xiàn)階段 絲桿的具體位置 。
可是編碼器是圓的，假如 無限制旋轉(zhuǎn) 下來 ，角度 會(huì)無窮大 ，因此 制定 了一種 增量 型的編碼器 ，轉(zhuǎn)一圈，會(huì)輸出 三組 信號(hào) AB Z，當(dāng)中 AB 是一樣 的脈沖 ，例如 上面 說的一圈 有1024個(gè)脈沖 ，AB 相脈沖 相匹配 一圈 內(nèi)的圓周 角度 ，同時(shí) 兩種 脈沖 是處在 正交 模式 的，如果是正反轉(zhuǎn)，利用 判斷 AB 相脈沖 的上升沿和下降 沿的先后順序 ，就可以清楚 編碼器 現(xiàn)階段 是順時(shí)針 還是 逆時(shí)針 方向 旋轉(zhuǎn) 的。
此外 有一個(gè) Z相脈沖 ，是由于 圓周 雖說 會(huì)不停轉(zhuǎn)下來 ，角度 會(huì)無窮無盡 ，可是 全是 一周 一周 的多次重復(fù) 而已 ，零相脈沖 固定 在圓周 某一個(gè) 具體位置 ，編碼器 每轉(zhuǎn)一圈，只輸出 一個(gè)零 相脈沖 ，那樣 假如 以Z相脈沖 為基準(zhǔn)點(diǎn) ，那樣 每一次 讀到這一 脈沖 情況下 ，操作系統(tǒng) 就歸零 一次 ，就可以讓角度 最大值 操縱 在360 °之內(nèi) ，等同于 一個(gè)零 基準(zhǔn)點(diǎn) 了。
那樣 即便 操作系統(tǒng) 斷開 了，再次 通電 ，只需 能找出 這一 基準(zhǔn)點(diǎn) ，就可以清楚 絲桿 的起始 具體位置 在什么區(qū)域 了。
以上這類 定位叫增量 坐標(biāo)系 ，因此編碼器便是增量型編碼器 ，運(yùn)用較為普遍 ，因?yàn)殪`活性并且價(jià)格便宜 。
假如 只機(jī)器設(shè)備 只需要 轉(zhuǎn)一圈的，也就是角度 在360 °內(nèi)的，編碼器 能夠 細(xì)分 精細(xì) 一部分 ，例如 有13 位，等同于 2^13 次方 個(gè)脈沖 一圈 ，對應(yīng) 著360 °，這類 脈沖數(shù) 和角度 一一對應(yīng) ，不害怕 系統(tǒng) 斷電 需要 重新 調(diào)整 零位 ，這類 編碼器 叫單圈 絕對值 編碼器 。 假如 負(fù)載 需要 轉(zhuǎn)多圈 的，可是 這個(gè) 圈數(shù) 也不能 非常 多，例如 5圈，等同于 5*360 °=1800 °，如此 脈沖 和1800 °一一對應(yīng) ，這類 在一部分G端數(shù)控機(jī)床 上運(yùn)用 比較多，能夠 清楚 絲桿 或者 一部分 旋轉(zhuǎn) 工作 的當(dāng)前 精細(xì) 位置 ，并且 無需擔(dān)心 系統(tǒng) 斷電 歸零 問題 。
除此之外 ，編碼器還有磁電方式 的，例如在碼盤上加工了很多個(gè)南北間隔 的小磁鐵 ，借助 霍爾 去讀小磁鐵 信號(hào) ，輸出 信號(hào) ，同樣 經(jīng)過 放大 和整形 變成了電脈沖 ，這點(diǎn) 和光電編碼器是類似的，并且 價(jià)格 會(huì)便宜點(diǎn)，可靠性會(huì)高，可是精度就比光電要差點(diǎn) 。
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