光电编码器精度分析
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光电编码器的国检标准有35条,这些标准主要涉及到词汇、长度和角度测量、技术产品文件、工业自动化系统、接口和互连设备等方面。
具体来说,这些标准可以用于评定光电编码器的性能、可靠性、安全性等指标,以确保其符合相关要求和规范。
此外,在中国的标准分类中,光电编码器的国检标准还涉及到量具与量仪、光学计量、广播、电视网综合、计量综合、节目传输系统接口、节目传输等领域。
这些标准可以用于评定光电编码器的精度、稳定性、可靠性等方面,以确保其符合相关规范和要求。
总的来说,光电编码器的国检标准是针对该产品的性能和质量进行规范和要求的一组标准,旨在确保其符合相关要求和规范,保证其性能和质量达到一定的水平。
光电编码器型号参数的含义引言光电编码器是一种常见的测量和控制设备,用于将机械运动转换为数字信号。
它通过光电传感器和编码盘的组合工作,提供了高精度和高速度的位置和速度反馈。
光电编码器的性能取决于其型号参数的选择和配置。
本文将深入探讨光电编码器型号参数的含义及其对性能的影响。
分辨率分辨率是光电编码器的最基本参数之一,它表示了编码器能够识别的最小运动量。
分辨率通常以每个转动周期的脉冲数表示,也称为线数。
较高的分辨率意味着更准确的位置和速度测量。
典型的分辨率值从几个线到几千线不等,可根据具体应用要求进行选择。
脉冲输出类型光电编码器的脉冲输出类型有两种,分别是两相输出和三相输出。
两相输出提供了A相和B相两个信号,可以实现正交编码和方向检测。
三相输出除了A相和B相信号外,还提供了一个Z相信号,用于实现零点检测。
选择适当的脉冲输出类型对于特定应用的准确性和可靠性都至关重要。
工作电压工作电压是光电编码器可以接受的电源电压范围。
选择适当的工作电压对于设备的正常运行至关重要。
通常,光电编码器的工作电压范围在5V至24V之间,具体数值可根据应用的需求进行选择。
最大输出频率最大输出频率表示光电编码器能够提供的脉冲信号的最高频率。
频率越高,设备响应速度越快。
典型的最大输出频率在几十kHz至上百kHz范围内。
根据应用的要求,选择适当的最大输出频率可以保证光电编码器在高速运动下的稳定性和准确性。
环境温度范围光电编码器在工作环境中可能会受到温度的影响。
环境温度范围指的是光电编码器能够正常工作的温度范围。
选择适当的环境温度范围对于在极端温度条件下保证设备的可靠性非常重要。
典型的环境温度范围通常在-40°C至85°C之间。
输出信号类型光电编码器的输出信号类型有两种常见的选择,分别是反相输出和非反相输出。
反相输出意味着信号的电平与光电编码器的输入电压正好相反,常用于特殊接口电路的需求。
非反相输出则与输入电压相同。
高精度的光电编码器的结构及原理2009年06月12日星期五8:48本文主要介绍高精度的光电编码器的内部结构、工作原理与位置检测的方法。
一、光电编码器的介绍:光电编码器是通过读取光电编码盘上的图案或编码信息来表示与光电编码器相连的电机转子的位置信息的。
根据光电编码器的工作原理可以将光电编码器分为绝对式光电编码器与增量式光电编码器,下面我就这两种光电编码器的结构与工作原理做介绍。
(一)、绝对式光电编码器绝对式光电编码器如图所示,他是通过读取编码盘上的二进制的编码信息来表示绝对位置信息的。
编码盘是按照一定的编码形式制成的圆盘。
图1是二进制的编码盘,图中空白部分是透光的,用“0”来表示;涂黑的部分是不透光的,用“1”来表示。
通常将组成编码的圈称为码道,每个码道表示二进制数的一位,其中最外侧的是最低位,最里侧的是最高位。
如果编码盘有4个码道,则由里向外的码道分别表示为二进制的23、22、21和20,4位二进制可形成16个二进制数,因此就将圆盘划分16个扇区,每个扇区对应一个4位二进制数,如0000、0001、 (1111)图1按照码盘上形成的码道配置相应的光电传感器,包括光源、透镜、码盘、光敏二极管和驱动电子线路。
当码盘转到一定的角度时,扇区中透光的码道对应的光敏二极管导通,输出低电平“0”,遮光的码道对应的光敏二极管不导通,输出高电平“1”,这样形成与编码方式一致的高、低电平输出,从而获得扇区的位置脚。
(二)、增量式光电编码器 Increamental Optical-electrical Encoder增量式光电编码器是码盘随位置的变化输出一系列的脉冲信号,然后根据位置变化的方向用计数器对脉冲进行加/减计数,以此达到位置检测的目的。
它是由光源、透镜、主光栅码盘、鉴向盘、光敏元件和电子线路组成。
增量式光电编码器的工作原理是是由旋转轴转动带动在径向有均匀窄缝的主光栅码盘旋转,在主光栅码盘的上面有与其平行的鉴向盘,在鉴向盘上有两条彼此错开90o相位的窄缝,并分别有光敏二极管接收主光栅码盘透过来的信号。
光电编码器介绍光电编码器是一种利用光电原理来测量位置和运动的装置。
它通常由光源、光栅、光电二极管和信号解码电路等组成。
光源发射光线经过光栅后被光电二极管检测到,并通过信号解码电路转换为数字信号。
光电编码器广泛应用于机械、自动化控制、仪器仪表等领域。
工作原理光电编码器的工作原理基于光电效应和光栅原理。
当光源照射到光栅上时,栅上的光不同位置的条带通过光栅凹凸不同的位置形成不同的折射或反射光束。
光电二极管接收到这些光束并转换为电信号。
信号解码电路将电信号转换为数字信号,从而实现位置和运动的测量。
主要特点1.高精度测量:光电编码器具有高分辨率的特点,能够实现对位置和运动的精确测量。
2.高速响应:光电编码器的工作速度快,能够实时获取位置和运动的信息。
3.可靠性高:光电编码器使用光学原理进行测量,不受磁场和电磁干扰,具有较高的可靠性。
4.结构简单:光电编码器的结构相对简单,易于制造和维修。
5.高适应性:光电编码器适用于不同的工作环境和工作条件,具有良好的适应性。
应用领域光电编码器广泛应用于各个领域,包括但不限于以下几个方面:1. 机械制造光电编码器可以在机械制造过程中用于测量位置和运动,例如机床、自动化装配线、工业机器人等。
其高精度和高速响应特点能够满足机械制造中对精确测量的需求。
2. 自动化控制光电编码器可以用于自动化控制系统中,例如位置控制、速度控制、角度控制等。
通过对光电编码器测量结果的实时监测和反馈,可以实现对自动化系统的精确控制。
3. 电子设备光电编码器可以应用于电子设备中,例如印刷机、数码相机、光电开关等。
通过光电编码器对位置和运动的测量,可以实现电子设备的精确定位和运动控制。
4. 仪器仪表光电编码器可以应用于仪器仪表中,例如光谱仪、测量仪表、扫描仪等。
通过光电编码器对位置和运动的测量,可以提高仪器仪表的测量精度和稳定性。
发展趋势随着自动化技术的不断发展和应用范围的扩大,光电编码器在工业和科学领域的需求也在不断增加。
光电编码器的特性和应用一、光电编码器的定义光电编码器是一种测量装置,用于测量旋转运动或线性运动的位置、速度、加速度等参数,是机器人、数控机床、数码相机、医疗设备、航空航天等机电一体化行业中的基础部件。
二、光电编码器的特性光电编码器具有以下几个特性:1. 高分辨率和精度:光电编码器采用高精度的光学传感技术,可以将旋转角度、线性位移等微小变化转化成数字信号,实现高分辨率和高精度的测量。
2. 高速度:光电编码器可以实现高速旋转或线性运动的测量,最高可达数十万转每分钟或多米每秒的速度。
3. 耐用性强:光电编码器的外壳通常采用轻质金属材料或高强度塑料,具有很好的机械强度和抗腐蚀性,适合在恶劣环境下使用。
4. 集成度高:光电编码器可以与其他测量设备或自动化系统集成,实现自动控制、自适应控制等功能。
5. 安装方便:光电编码器可以安装在机械或电子设备上的特定位置,通常是输出轴、电机轴和传感器轴等部位,组装和调试方便,不影响设备的整体紧凑性。
三、光电编码器的应用光电编码器广泛应用于各类机电一体化设备中,如机器人、数控机床、数码相机、医疗设备、航空航天等行业。
1. 机器人:机器人需要精确控制臂的位置、朝向和速度,这需要使用光电编码器来实现高精度运动控制。
2. 数控机床:数控机床需要实现高速切削和旋转,这需要使用光电编码器来测量各个轴的位置和速度。
3. 数码相机:数码相机需要实现高速快门和自动对焦,这需要使用光电编码器来测量镜头的移动和旋转。
4. 医疗设备:医疗设备需要实现高精度的手术、检查和治疗,这需要使用光电编码器来测量各个部位的位置和运动速度。
5. 航空航天:航空航天需要实现高速飞行和精确导航,这需要使用光电编码器来测量飞机、卫星等的位置和速度。
四、光电编码器的发展趋势随着信息化和智能化的发展,光电编码器也呈现出以下几个发展趋势:1. 高性能:光电编码器会逐渐向高分辨率、高精度、高速度、高耐用性的方向发展。
2. 多功能:光电编码器将逐步实现多轴测量、多参数测量、多系统集成的功能。
第42卷第11期红外与激光工程2013年11月Vol.42No.11Infrared and Laser Engineering Nov.2013光电编码器的传动方式及其传动精度分析李永刚1,2,丁金伟1,刘仲宇1,2,撖芃芃1,张葆1(1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院航空光学成像与测量重点实验室,吉林长春130033;2.中国科学院大学,北京100049)摘要:为了增加光电平台有效载荷的放置空间,需要将其内框架布局进行合理优化。
采用平行轴传动方式,将光电编码器安装在主轴旁,可有效扩大光电平台内框架轴向空间。
分析了同心轴传动和平行轴传动的优缺点,在平行轴传动中,阐述了单片齿轮传动、消间隙齿轮传动及钢带传动的适用性与局限性。
通过实验分析了消间隙齿轮传动与钢带传动在有限转角范围内对光电编码器测角精度的影响。
实验结果表明,消间隙齿轮传动在有限转角范围内的测角误差大于3′,钢带传动在有限转角范围内的测角误差小于1′,为增加有效载荷空间提供了一种途径。
关键词:平行轴传动;齿轮传动;钢带传动;测角精度中图分类号:TH132文献标志码:A文章编号:1007-2276(2013)11-3008-05Analysis of transmission modes and its transmission precisionof photoelectric encoderLi Yonggang1,2,Ding Jinwei1,Liu Zhongyu1,2,Han Pengpeng1,Zhang Bao1(1.Key Laboratory of Airborne Optical Imaging and Measurement,Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun130033,China;2.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing100049,China)Abstracts:In order to increase the payload′s space of electro-optical platform,inner frame dispositions need to be optimized reasonably.The photoelectric encoder is mounted next to the spindle and using the parallel shaft transmission,which can expand axial space of inner frame effectively.The advantages and disadvantages of the concentric shaft transmission and parallel shaft transmission were analyzed,and applicability and limitations of parallel shaft transmission such as single gear transmission,elimination clearance gear transmission and steel belt transmission were expounded.The influence of elimination clearance gear transmission and steel belt transmission to angle measuring precision of photoelectric encoder were analyzed through experiment.Experimental results show that the angle measurement error of elimination clearance gear transmissionis is greater than3′in a limited angle range,and the angle measurement error of steel belt transmissionis is less than1′within a limited angle range.It provides a method for increasing payload′s space of electro-optical platform.收稿日期:2013-03-05;修订日期:2013-04-03基金项目:国家863高技术研究发展计划(2008AA121803);973国家重点基础研究发展计划(2009CB72400607)作者简介:李永刚(1979-),男,助理研究员,博士生,主要从事光电仪器光机结构设计方面的研究。
光电编码器的介绍光电编码器(Optical Encoder)是一种由光电开关和编码盘组成的测量装置,用于测量旋转运动或线性运动的位置、速度和方向。
它是将机械运动转换为电信号的传感器,广泛应用于工业自动化系统、机床、医疗设备、机器人等领域。
光电编码器的工作原理是通过光电开关检测光电信号来实现位置和运动的测量。
它由一个光电开关和一个编码盘组成。
编码盘上有一个或多个刻有光透过孔和光遮挡槽的轨道,当编码盘旋转或移动时,光电开关会检测到光透过孔或光遮挡槽,从而产生相应的光电信号。
这些光电信号经过处理电路被转换成电信号,通过计数器或编码器读取,最终获得位置、速度和方向信息。
1.高精度:光电编码器的精度通常可以达到极高的水平,一般在几微米或更小的范围内。
这使得它在需要高精度测量的应用中得到广泛使用,如机床、机器人、印刷设备等。
2.高分辨率:光电编码器具备高分辨率的特点,可以提供更细腻的位置和速度测量。
高分辨率使得光电编码器在需要准确控制位置和速度的应用中得到广泛应用,例如自动导航、精密定位等。
3.快速响应:光电编码器可以实时检测光透过孔或光遮挡槽,从而能够快速响应运动状态的变化,使得它在需要快速反馈和控制的应用中得到广泛应用,如自动调节、速度控制等。
4.高可靠性:光电编码器采用非接触式测量方式,与传统的机械式测量装置相比,具有更长的使用寿命和更低的故障率。
同时,光电编码器具备抗干扰能力强、防尘、防水等特点,适用于各种恶劣环境和工作条件。
5.无需校准:光电编码器的安装和使用非常简单,通常无需进行校准,只需将其安装在需要测量的位置上即可。
这大大减少了安装和维护的时间和成本。
增量式编码器是一种周期性输出脉冲信号的编码器,其输出脉冲的数目与旋转角度或位移成正比。
通过对脉冲信号进行计数、计算和运算,可以获得位置和速度信息。
增量式编码器常用于需要持续测量和监控位置和速度变化的应用中。
绝对式编码器通过在编码盘上刻上固定的编码序列来实现位置测量,每个位置都有唯一的编码码,从而可以准确地确定位置。
光电编码器在机械定位系统中的精度分析光电编码器是一种常用的测量设备,可用于机械定位系统中,用于测量和控制设备的位置和速度。
光电编码器通过光学原理将位置信息转换为电信号,具有高精度、高分辨率、快速响应等优点。
在机械定位系统中,光电编码器的精度对于系统的准确性和稳定性具有关键性影响。
首先,光电编码器的精度取决于其光电探测器的分辨率。
光电编码器内置光敏接收器,能够感知到光电编码器盘上的刻线或刻槽。
这些刻线或刻槽的密度越高,光电编码器的分辨率就越高,位置测量的精度也就越高。
因此,在选择光电编码器时,我们应该根据系统所需的精度要求和位置测量的范围来选择合适的分辨率。
其次,光电编码器的精度还取决于其光电传感器的灵敏度和稳定性。
光电传感器是光电编码器的核心部件,负责感知刻线或刻槽的光信号并将其转换为电信号。
如果光电传感器的灵敏度较高,它能够更准确地感知到刻线或刻槽的存在,从而提高位置测量的精度。
此外,光电传感器的稳定性也非常重要,因为温度和湿度等外部环境因素可能会对光电传感器的性能产生影响。
因此,在使用光电编码器时,我们需要确保其光电传感器具有高灵敏度和稳定性。
此外,光电编码器的精度还受到机械系统本身的影响。
机械系统的刚度和稳定性对于光电编码器的精度至关重要。
如果机械系统存在松动或振动等问题,将会导致光电编码器的位置测量产生误差。
因此,在使用光电编码器时,我们需要确保机械系统的刚度和稳定性,从而提高位置测量的精度。
另外,光电编码器的精度还受到信号处理电路和数据采集系统的影响。
信号处理电路可以滤除噪声并提取位置信息,而数据采集系统负责将数字信号转换为模拟信号或将模拟信号转换为数字信号。
如果信号处理电路和数据采集系统的设计不合理或者存在故障,将会降低光电编码器的精度。
因此,在使用光电编码器时,我们需要确保信号处理电路和数据采集系统的可靠性和稳定性。
总之,光电编码器在机械定位系统中的精度分析是一个复杂的问题,需要考虑多个因素的综合影响。
编码器的准确度,分辨率和精度本文主要讨论位置传感器,解释了一些术语,选择合适的测量仪器时的关键注意事项,以及一些常见的易犯错误。
也许你在他们做仪器理论的那一天就离开了大学。
如果你还知道准确性,分辨率,可重复性等等这些东西。
那你是在一个很好的公司,但是很多工程师要么被遗忘了,要么从来没有真正理解过这个工程领域。
应用于仪器领域的术语和相当深奥的技术概念令人困惑。
然而,它们对于为您的应用选择合适的测量仪器是至关重要的。
如果选错了,你可能最终会为超过所需指标的传感器付出代价;相反,你的产品或控制系统可能会达不到关键的性能指标。
首先是一些定义:·仪器的准确性是衡量其输出准确性的一种方法·仪器的分辨率是在测量位置上可测量的最小增加量或减少量·位置测量仪器的精度,是指它的重复精度·位置测量仪器的线性度,是测量传感器输出与实际位移之间的偏差大多数工程师对准确度和重复精度之间的差别困惑不已。
我们可以通过对目标靶的射箭来解释准确度和重复精度之间的区别。
准确度就指箭头距离靶心的距离。
如果射出许多箭,那么重复精度就指箭簇的大小。
如果所有的箭头聚集在一起,则认为这个箭簇是精确的。
一个具备极佳线性度的测量传感器,同时也是非常精确的。
明确需求那么,这就很简单了—只要每次都指定非常准确、非常精确的测量仪器,你就可以了吗?不幸的是,这种方法存在很大的问题。
首先,高准确度、高精度的测量仪器总是昂贵的;其次,高准确度、高精度测量仪器可能需要仔细而精密的安装,这可能在有些场合不可能实现,比如存在振动、热膨胀/冷缩等的环境中;第三,某些类型的高准确度、高精度测量仪器比较脆弱,随着环境条件变动容易出现故障或失效,尤其是在温度、灰尘、湿度和冷凝水环境下。
最优策略是指定什么才是需要的—不多不少。
例如,在一个工业流量计的位移传感器中,线性度不是一个最关键的要求,因为流体的流动特性很有可能就是非线性的。
更有可能的,在变化的环境条件下,重复精度和稳定性才是最关键的要求。
光电编码器介绍1光电编码器原理光电编码器是一种通过光电转换将信号转换成电信号的装置。
光电编码器由光源、光电传感器和信号处理电路组成。
光电编码器原理是利用光电传感器中的光敏电阻或光敏二极管,将光信号转换成电信号。
光源会发出光束,通过光栅或编码盘进行光的调制。
当光束经过光栅或编码盘时,会发生光的散射或反射,光电传感器接收到光束后,光敏电阻或光敏二极管会产生相应的电信号。
这个电信号经过信号处理电路处理后,可以得到对应的编码信号。
2光电编码器应用领域在机械控制系统中,光电编码器可以用于测量机器人、电机、传动装置等的位置和速度。
它可以提供高精度和稳定的信号输出,帮助机械系统实现精确的控制。
在自动化设备中,光电编码器可以用于测量运动轨迹和速度,实现位置控制和速度控制。
它可以提供准确的反馈信号,保证设备的稳定运行。
在仪器仪表中,光电编码器可以用于测量仪器的转动角度和速度。
它可以提供高分辨率和精确的角度测量结果,满足科学实验和工程测量的需求。
3光电编码器的优势高精度:光电编码器可以提供高分辨率和精确的位置和速度测量结果,满足高精度控制需求。
稳定性好:光电编码器采用光电转换原理,不受电磁干扰和磁场影响,具有较好的稳定性和可靠性。
工作速度快:光电编码器可以实现高速测量,适用于高速运动控制系统。
容易安装:光电编码器体积小、重量轻,结构简单,可以方便地安装在各种设备上。
维护成本低:光电编码器具有较长的寿命,不需要频繁维护和更换,降低了维护成本。
总结:光电编码器是一种广泛应用于位置和速度测量的装置。
它采用光电转换原理,能够将光信号转换成电信号,并提供高精度和稳定的测量结果。
光电编码器具有高精度、稳定性好、工作速度快、容易安装和维护成本低等优点,在机械控制系统、自动化设备和仪器仪表等领域得到广泛应用。
绝对光电编码器精度提高方法
提高绝对光电编码器精度的方法可以从多个方面进行考虑和改进。
首先,可以考虑优化光电编码器的设计和制造工艺。
其次,可
以改善其安装和校准过程。
最后,还可以通过改进信号处理和数据
分析方法来提高精度。
在设计和制造方面,可以采用更先进的光学技术和材料,以提
高光电编码器的分辨率和稳定性。
此外,优化光电编码器的机械结
构和电子元件的选择,以减小零件间的间隙和误差,从而提高其精度。
在安装和校准过程中,应严格按照制造商的指导进行操作,并
确保光电编码器与被测物体之间的机械连接和对准精确无误。
此外,应定期对光电编码器进行校准和调整,以保持其精度。
在信号处理和数据分析方面,可以采用更高级的数字信号处理
算法和数据处理技术,以提取和分析光电编码器输出的信号,从而
减小噪声和误差,提高测量精度。
同时,可以采用更精准的数据采
集设备和仪器,以确保对光电编码器输出信号的准确采集和处理。
除了以上提到的方法,还可以考虑在光电编码器的使用环境中
进行优化,例如减小温度和振动对其影响,以提高其稳定性和精度。
综合来看,提高绝对光电编码器精度需要从多个方面综合考虑和改进,包括设计制造、安装校准和信号处理等多个环节。
希望这些方
法能够帮助你提高光电编码器的精度。
绝对光电编码器精度提高方法全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:绝对光电编码器是一种常用于测量、检测和控制系统中的位置、速度和角度信息的传感器。
它通过光电检测器和编码盘的组合来实现对运动物体位置的准确测量。
在实际应用中,光电编码器的精度往往直接影响到整个系统的性能和稳定性。
提高绝对光电编码器的精度是非常重要的。
本文将介绍一些提高绝对光电编码器精度的方法。
要保持光电编码器的清洁。
在运行过程中,光电编码器的编码盘表面很容易被灰尘、油渍或其他杂质污染,这些污染物会影响光电检测器的准确性,从而降低编码器的精度。
定期清洁光电编码器的编码盘是非常重要的,可以使用软布和少量的清洁液来擦拭编码盘表面,保持其清洁。
要正确安装光电编码器。
光电编码器的安装位置和角度都会影响其测量精度,因此在安装光电编码器时需要特别注意。
要确保光电编码器与运动物体的轴线平行,否则会导致测量偏差;要确保光电编码器的安装位置稳固且牢固,以避免在运行过程中发生偏移或摇动。
要进行定期校准光电编码器。
随着时间的推移,光电编码器的零点漂移、非线性误差等问题都会逐渐积累,导致测量精度下降。
定期进行校准是非常重要的。
校准过程中可以通过比较光电编码器的实际输出值和工程量计量值来评估其精度,并进行相应的校准调整。
要避免外部干扰。
外部干扰是影响光电编码器精度的另一个重要因素。
电磁干扰、震动干扰等都会影响光电编码器的正常运行,从而降低其测量精度。
在安装光电编码器时需要尽量避免这些外部干扰,可以采取屏蔽措施或加强固定等方法来减少外部干扰。
提高绝对光电编码器的精度是一个综合性的工程,需要从多个方面进行综合考虑和优化。
通过保持清洁、正确安装、定期校准和避免外部干扰等方法,可以有效提高绝对光电编码器的精度,从而提升整个系统的性能和稳定性。
希望以上方法能够帮助大家更好地使用和维护绝对光电编码器。
第二篇示例:绝对光电编码器是一种常用于精准位置检测和运动控制的传感器,其精度直接影响着系统的定位准确性和运动控制的稳定性。
光学编码器优点1. 光学的材质光电编码器之周期性结构的标准物均为玻璃材料制程,历久不变形。
2. 精确度高、耐久性良好。
光电编码器主尺和副尺上之刻线精度,可以利用雷射干涉测量仪校验,最小条纹间隔之值可达20μm 至10μm,再利用电路分割,所以精确度甚高。
3. 良好的保护构造。
光电编码器具有防油防尘的特性,在切削加工的环境中可进行精密量测的工作,增长量具使用寿命。
4. 维护容易光电编码器量测时其两尺之间并无直接接触,因此即使移动亦不产生磨损。
编码器分类及性价分析:增量式编码器优点:原理构造简单机械平均寿命可在几万小时以上,抗干扰能力强,可靠性高适合于长距离传输缺点:无法输出轴转动的绝对位置信息停电后,必须从约定的基准重新开始计数。
绝对式编码器与增量型比较:直接读取坐标值,不需要计数器没有累积误差高速旋转时不必考虑编码器与电路的响应时间,最高运转速度比增量式光电编码器高可靠性高,不会受到中断干扰的影响电源切掉后信息不会丢失缺点:价格高昂。
混合式绝对值编码器增量式编码器:直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B 和Z 相;A、B 两组脉冲相位差90º,从而可方便地判断出旋转方向,而Z 相为每转一个脉冲,用于基准点定位,计数用的是A、B脉冲中的一个,一般是用的A脉冲增量式工作原理:通道A 输出波形超前通道B波形90°;逆时针旋转时,通道A 输出波形迟通道B 波形90°;光电编码器每旋转一圈,输出一个基准脉冲,基准脉冲的波形中心对准通道A 输出的波形中心。
如果光栅格S0 等于S1 时,也就是S0 和S1 弧度夹角相同,且S2 等于S0 的1/2,那么可得到此次角度码盘运动位移角度为S0 弧度夹角的1/2,除以所消毫的时间,就得到此次角度码盘运动位移角速度。
S0 等于S1 时,且S2 等于S0 的1/2 时,1/4 个运动周期就可以得到运动方向位和位移角度,如果S0 不等于S1,S2 不等于S0 的1/2,那么要1 个运动周期才可以得到运动方向位和位移角度了。
绝对光电编码器精度提高方法全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:绝对光电编码器是一种精密的测量设备,用于测量机械系统的运动和位置。
在工业和科学领域广泛应用。
光电编码器的精度对于测量结果的准确性至关重要。
提高绝对光电编码器的精度是非常重要的。
在本文中,我们将探讨一些提高绝对光电编码器精度的方法,帮助您在工程应用中取得更精确的测量结果。
1. 优化安装位置和环境条件绝对光电编码器的安装位置和环境条件对其精度有着重要影响。
应选择稳定、平整的安装位置,避免振动和冲击。
绝对光电编码器应放置在无尘、无湿、无腐蚀性气体的环境中,以防止外部环境对其测量结果产生影响。
2. 定期校准和维护绝对光电编码器在使用过程中会因为长期磨损而造成精度下降。
定期对光电编码器进行校准和维护是非常必要的。
可以通过专业仪器对光电编码器进行校准,调整编码器的零点和增益,保持其精度稳定。
3. 选择合适的分辨率和精度等级在选择绝对光电编码器时,应根据实际需求选择合适的分辨率和精度等级。
高分辨率和精度等级的光电编码器虽然价格较高,但在需要精确测量的应用中能够提供更准确的测量数据。
4. 避免电磁干扰电磁干扰是影响光电编码器精度的一个重要因素。
为了避免电磁干扰对测量结果造成影响,应采取一些措施,如增加屏蔽、减少接地回路、远离高频设备等。
5. 优化信号处理信号处理是影响光电编码器精度的另一个关键因素。
合理的信号处理可以帮助提高光电编码器的测量精度。
可以使用滤波器、放大器等设备对信号进行处理,使得测量结果更加准确稳定。
提高绝对光电编码器的精度需要从多个方面着手,包括优化安装位置和环境条件、定期校准和维护、选择合适的分辨率和精度等级、避免电磁干扰、优化信号处理等方面。
通过以上方法的应用,可以帮助您在工程应用中取得更精确的测量结果,提高生产效率和质量。
【本文共计520字】欢迎对绝对光电编码器精度提高方法有更深入了解的读者在评论区分享您的观点和经验!【作者:xxx】第二篇示例:提高绝对光电编码器的精度是在工业自动化领域中非常重要的一项工作。
光电编码器精度分析
作者:徐桂成
来源:《电脑知识与技术》2018年第08期
摘要:光电轴角编码器也叫做光电角位置传感器,它集光、机、电为一体,它是以高精度圆光栅为检测元件,通过码盘把机械圆周角度转换为电信号,通过差分放大、整形滤波、校正、细分、译码等处理后和计算机相连可实现输出精密角度值以及做伺服控制,它具有分辨率高、测量范围广、使用可靠、易于维护等优点被广泛应用于雷达、光电经纬仪、数控机床、指挥仪和高精度闭环调速系统等诸多领域。
随着科技的发展,军工、国防等领域对微型传感器的需求越来越急迫,要求编码器向高精度、高分辨率、小型化和智能化发展。
同时随着科技的发展,尤其是空间科学自动化和国防建设等领域对编码器的分辨率和精度提出了更高的要求。
因此,研制高精度、高分辨率的编码器是科学技术发展的关键一步。
关键词:光电编码器;经度;偏心
中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2018)08-0049-03
1码盘装调偏心量对精度的影响
光电轴角编码器主轴的幌动和光栅码盘轴心与主轴系间的偏心都将引起测量误差,因此,采取措施尽量使码盘轴心与主轴轴心一致,是完成高精度编码器调试的必要条件。
调整轴向跳动和偏心量是码盘装调主要步骤,启动摩擦力矩和高速旋转主轴转动惯量等也是码盘装调的主要程序。
接下来只对码盘偏心量加以研究,并提出一种用光电信号调整码盘偏心量的方法,用光电信号调整码盘偏心的成功应用为高精度编码器码盘的调试成型奠定了基础。
码盘偏心量是指码盘轴心与支承主轴旋转中心的差值。
该差值量直接影响精粗码道之间的相位关系,同时该偏心量对读数也有显著影响,如图1所示:
(3)式与(2)式结果相同,因此采用对经读数方式,不管码盘偏心量如何,不影响读数。
因此,偏心不限制对径读数。
但是光栅码盘轴心与主轴系间的偏心对粗码计圈数间的关系影响无法消除,不能补偿圈间关系,因为狭缝本身的圈间关系是一个定值,不随码盘的圈间相位变化容易导致错码。
在高精度的编码器中在对径方向放置两个接收装置,但电路会增加,由此尽量通过精确装调减小安装偏心来消除误差。
采用光电信号调偏心既解决了传统采用显微镜调偏心方法的局限性,又提高了偏心调整的准确性,同时减少了工作量,解决了实际工作中许多特定条件下无法安装显微镜进行装调的局限。
传统的显微镜调偏心方法首先用单个显微镜进行粗调,之后在对径180度放两个显微镜进行精调。
把显微镜A作为调整基准,A瞄准光栅码盘上的任一条线b,如图2所示;同时用显
微镜B用来测量大小,B瞄准对径另一条线a。
这时记下显微镜B的读数h1,之后旋转码盘180°,让显微镜A瞄准线条a,再读取显微镜B的数值h2,那么偏心量为|h1-h2|。
根据显微镜B的读数与方向,通过显微镜B观察,往显微镜A,B的垂直方向调整码盘,大小为|h1-h2|,通过多次调整,使O’和O重合,调整后,将码盘转过90°,再重复同上调整。
经过这两个互相垂直方向偏心的调整后,偏心还存在,其实最大偏心不一定在这两个方向上,然而为了更准确调整偏心,还应该在更多的角度上进行调试。
同时,用这种方法在实际应用中我们很难在显微镜视野范围内准确地找到两条对径放置的线条,偶尔错码道调试,没有实现将码盘偏心调致最佳,从而影响编码器读数。
由此我们不难发现这种调试偏心方法有很多缺陷。
接下来介绍的电信号调偏心方法解决了以上问题。
在编码器精码对径位置上放置两个接收管,通过电信号读出两个最外圈精码信号。
先看其中一的信号输出情况,因为有偏心存在,我们在示波器显示的图像中会发现其信号幅值时大时小,上下串动。
我们标记其幅值的最大值Hmax和最小值Hmin,在对径Hmax与Hmin方向上进行调整。
调整量Δh=(Hmax-Hmin)/2。
经过多次调整,使信号幅值基本不变。
在传统调试中这一步就是单镜粗调过程。
完成上述过程后,接下来我们进行精调,在对径放置的另一个接收管读取最外圈精码信号,用示波器X-Y档观察两者的差动,码盘旋转起来时会发现信号长短变化,如图4所示。
这一变化所反映的相位变化量为偏心量的2倍即2e,这时把码盘沿两接收管连线的垂直方向上调整,调整量为两个极值点变化量的一半。
在调试过程中会出现差动图像翻转的现象,这时可耐心观测其翻转变化规律。
当偏心量是精码周期四分之一时,差动图就翻转一个圆;当偏心量是精码周期二分之一时,差动图就翻转二个圆;当偏心量是精码周期四分之三时,差动图就翻转三个圆;当偏心量为精码周期时,差动图就翻转四个圆;当差动图翻转好几个圆时,这个时候通过示波器观察两个极值变换点,也就是同相相位往反相相位变化时候或者反相相位往同相相位变化时,这两个个时刻就是极值点此时把码盘沿两接收管连线的垂直方向码盘方向调整,调整量为变化量的一半。
如果差动图形翻转8个圆,此时偏心量为精码二个整周期,这时观察示波器显示的差动图像敲回4个圆,依此类推调整到差动图相位关系不变为止。
此时偏心已经调成。
此过程这相当于传统的双镜调偏心过程。
这个方法改变了传统的用两台显微镜在对径180度敲偏心方法,提高了偏心调试的准确性,也节省了时间同时又降低了劳动强度。
该方法能准确、快速完成光电轴角编码器码盘调试,既节省了时间同时提高调试精度。
目前该方法在编码器码盘偏心调试中已得到广泛应用,也提高了工作效率。
也解决了传统显微镜调试码盘时出现特定情况无法安装显微镜的难题。
因此光电信号调试码盘偏心的方法既提高了编码器的精度也提高了调试当中环境适应性。
2电路设计对精度影响
编码器系统电路包括:光电信号整理电路、A/D模数转换电路、FPGA数据处理电路、接口电路、控制软件、电源等。
1)光电编码器粗码光电信号采集系统由发光装置、光电接收装置、差分放大器等组成。
光源发出的红外光线经过狭缝,由主轴带动旋转的码盘,经过码盘上的码道也就是明暗相间的条纹后照射到光电接收装置上,接收管会形成有规律的电信号。
光电接收装置由二极管,三极管组成,有5V偏压供电当光敏二极管接收到红外光线照射会产生微弱的光电流由三极管放大并由发射极输出,通过采样电阻采集信号将光电流转变成较好的模拟电压信号,这时候经过I/V转换变成的微弱电压信号,不能够满足后续电路处理的需要,必须对微弱的原始电压信号进行放大,然后经过比较器使其输出方波信号,送入中央处理芯片进行粗码查表译码。
此过程是将物理量机械角度信息转化为二进制数字代码的中间媒介,是完成物理,光,电信号转换的关键。
同样也是高质量莫尔条纹信号形成的重要组成部分。
为接下来的细分,精码信号处理打下基础。
2)光电编码器精码光电信号采集系统也由发光装置、光电接收装置、差分放大器等组成。
与粗码光电信号采集系统不同的是,精码狭缝盘有四个窗口,呈田字形排列,接收管接收到的是四路相位相差90度的莫尔条纹信号。
也就是有规律的正弦波。
由于码盘精码码道一周要刻上千对亮暗相间的条纹导致光栅线节距较小,光电接收管同粗码光电信号采集系统一样会产生微弱的光电流,并由光电接收装置中的三极管发射极输出,同时信号中有较大的直流电平分量和高次谐波分量,必须很好地处理这些杂质才能提高编码器的精度,采用对精码信号进行差分放大的方法处理这些信号,一是可以消除直流电平分量,二是滤去信号中的偶次谐波分量,从而得到高质量的莫尔条纹信号。
将三极管发射极输出的四路信号中的0度与180度两路莫尔条纹信号通过电位计采集信号将光电流转变成较好的模拟电压信号,同理也对90度和270度这样处理然后送入差分放大器进行差分放大。
这样我们就会得到两路高质量的信号。
同理四路校正码道光电信号也要进行同样的采集与处理。
然后将这些高质量的信号进一步输入到以FPGA为核心的信号处理电路;FPGA在工作时主要实现A/D转换时序控制、对粗码查表并译码、精码细分、精粗码间的校正及数据并行输出。
系统总体结构框图如下图3。
电路部分影响测量精度的主要因素有细分误差和量化误差。
细分误差又由直流分量误差、幅值误差和正交相位误差组成。
1)直流分量误差:。