旋转编码器的输出电路以及常用术语介绍
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旋转编码器种类及信号输出形式
旋转编码器是一种计数器,其功能是使用旋转轴旋转来检测和记录物体的旋转角度或位移距离。
它的编码方式有多种不同的类型,每种类型的输出信号形式也不同。
本文将介绍常见的四种旋转编码器类型,即定子磁极编码器、绝对式编码器、相位型编码器和编码器阵列。
定子磁极编码器是最常见的旋转编码器之一,它是在旋转轴上安装了一组磁极,当旋转轴旋转时,它们会产生电磁强度变化并由传感器检测,从而测量出旋转角度。
它的输出信号一般是四相编码信号,也称为ABZ信号,即A相、B相和Z相的模拟信号,这三个相位的变化是交互的,当旋转轴逆时针旋转时,A相和B相信号会按照特定规律交替变化而不会同时变化,而Z相信号由高电平变成低电平时则表示旋转轴的一个周期循环完成,同时也可以通过A相和B相的变化比例来检测旋转轴的角度变化。
绝对式编码器是一种新型编码器,与定子磁极编码器不同,绝对式编码器使用磁性存储介质来记录旋转角度,它具有比定子磁极编码器更高的精度和更长的工作寿命。
旋转编码器的输出电路以及常用术语介绍来源:互联网旋转编码器是用来测量转速的装置,光电式旋转编码器通过光电转换,可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出(REP)。
当旋转编码器轴带动光栅盘旋转时,经发光元件发出的光被光栅盘狭缝切割成断续光线,并被接收元件接收产生初始信号。
该信号经后继电路处理后,输出脉冲或代码信号。
旋转编码器的特点是体积小,重量轻,品种多,功能全,频响高,分辨能力高,力矩小,耗能低,性能稳定,可靠使用寿命长等特点。
其主要种类有增量式编码器、绝对值编码器、正弦波编码器。
输出电路图解1、NPN 电压输出和NPN 集电极开路输出线路PNP 开路集电极输出电压输出此线路仅有一个NPN 型晶体管和一个上拉电阻组成,因此当晶体管处于静态时,输出电压是电源电压,它在电路上类似于TTL 逻辑,因而可以与之兼容。
在有输出时,晶体管饱和,输出转为0VDC 的低电平,反之由零跳向正电压。
随着电缆长度、传递的脉冲频率、及负载的增加,这种线路形式所受的影响随之增加。
因此要达到理想的使用效果,应该对这些影响加以考虑。
集电极开路的线路取消了上拉电阻。
这种方式晶体管的集电极与编码器电源的反馈线是互不相干的,因而可以获得与编码器电压不同的电流输出信号。
2、PNP 和PNP 集电极开路线路该线路与NPN 线路是相同,主要的差别是晶体管,它是PNP 型,其发射极强制接到正电压,如果有电阻的话,电阻是下拉型的,连接到输出与零伏之间。
3、推挽式线路这种线路用于提高线路的性能,使之高于前述各种线路。
事实上,NPN 电压输出线路的主要局限性是因为它们使用了电阻,在晶体管关闭时表现出比晶体管高得多的阻抗,为克服些这缺点,在推挽式线路中额外接入了另一个晶体管,这样无论是正方向还是零方向变换,输出都是低阻抗。
推挽式线路提高了频率与特性,有利于更长的线路数据传输,即使是高速率时也是如此。
信号饱和的电平仍然保持较低,但与上述的逻辑相比,有时较高。
旋转编码器工作原理 __编码器旋转编码器工作原理编码器是一种用于测量旋转运动的装置,它将旋转运动转换为数字信号输出。
旋转编码器通常由光电传感器和编码盘组成。
本文将详细介绍旋转编码器的工作原理。
一、光电传感器旋转编码器中的光电传感器是用来检测编码盘上的刻线的。
光电传感器通常由发光二极管(LED)和光敏二极管(光电二极管)组成。
编码盘上的刻线是由透明和不透明的部份组成,当刻线通过光电传感器时,光电二极管会产生电信号。
二、编码盘编码盘是旋转编码器中的旋转部份,它通常由透明的圆盘和固定在圆盘上的刻线组成。
刻线可以是光学刻线或者磁性刻线。
当编码盘旋转时,光电传感器会检测到刻线的变化,并将其转换为数字信号输出。
三、工作原理旋转编码器的工作原理可以分为增量式编码器和绝对式编码器两种类型。
1. 增量式编码器增量式编码器通过检测编码盘上的刻线变化来测量旋转运动。
它输出的是一个脉冲信号,脉冲的数量与旋转角度成比例。
增量式编码器通常有两个通道,称为A 相和B相。
这两个通道的脉冲相位差为90度,可以用来确定旋转方向。
2. 绝对式编码器绝对式编码器可以直接测量旋转角度,不需要进行累计计数。
它的编码盘上有多个刻线,每一个刻线代表一个特定的角度。
绝对式编码器可以通过读取刻线的位置来确定旋转角度,并将其转换为数字信号输出。
四、应用领域旋转编码器广泛应用于各种领域,例如机械创造、自动化控制、仪器仪表等。
它可以用于测量机电的转速、位置和方向,还可以用于控制机器人的运动和定位。
总结:旋转编码器是一种用于测量旋转运动的装置,它通过光电传感器检测编码盘上的刻线变化,并将其转换为数字信号输出。
旋转编码器分为增量式编码器和绝对式编码器两种类型,增量式编码器通过脉冲信号测量旋转角度,而绝对式编码器可以直接测量旋转角度。
旋转编码器在机械创造、自动化控制和仪器仪表等领域有广泛应用。
增量式编码器的A.B.Z 编码器A、B、Z相及其关系TTL编码器A相,B相信号,Z相信号,U相信号,V相信号,W相信号,分别有什么关系?对于这个问题的回答我们从以下几个方面说明:编码器只有A相、B相、Z相信号的概念。
所谓U相、V相、W相是指的电机的主电源的三相交流供电,与编码器没有任何关系。
“A相、B相、Z相”与“U相、V相、W相”是完全没有什么关系的两种概念,前者是编码器的通道输出信号;后者是交流电机的三相主回路供电。
而编码器的A相、B相、Z相信号中,A、B两个通道的信号一般是正交(即互差90°)脉冲信号;而Z相是零脉冲信号。
详细来说,就是——一般编码器输出信号除A、B两相(A、B两通道的信号序列相位差为90度)外,每转一圈还输出一个零位脉冲Z。
当主轴以顺时针方向旋转时,输出脉冲A通道信号位于B通道之前;当主轴逆时针旋转时,A通道信号则位于B通道之后。
从而由此判断主轴是正转还是反转。
另外,编码器每旋转一周发一个脉冲,称之为零位脉冲或标识脉冲(即Z相信号),零位脉冲用于决定零位置或标识位置。
要准确测量零位脉冲,不论旋转方向,零位脉冲均被作为两个通道的高位组合输出。
由于通道之间的相位差的存在,零位脉冲仅为脉冲长度的一半。
带U、V、W相的编码器,应该是伺服电机编码器A、B相是两列脉冲,或正弦波、或方波,两者的相位相差90度,因此既可以测量转速,还可以测量电机的旋转方向Z相是参考脉冲,每转一圈输出一个脉冲,脉冲宽度往往只占1/4周期,其作用是编码器自我校正用的,使得编码器在断电或丢失脉冲的时候也能正常使用。
ABZ是编码器的位置信号,UVW是电机的磁极信号,一般用于同步电机; AB对于TTL/HTL编码器来说,AB相根据编码器的细分度不同,每圈有很多个,但Z相每圈只有一个;UVW磁极信号之间相位差是120度,随着编码器的角度转动而转动,与ABZ 之间可以说没有直接关系。
/######################################################## #####编码器A+A-B+B-Z+Z-怎么用分别代表什么意思?这种编码器的输出方式为长线驱动(line driver),其中A+A-B+B-Z+Z-为输出的信号线,增量编码器给出两相方波,它们的相位差90°(电气上),通常称为A通道和B通道。
旋转编码器工作原理 __编码器引言概述:旋转编码器是一种常用的传感器,用于测量物体的旋转角度和位置。
它通过将旋转运动转化为电信号来实现测量,并在许多领域中得到广泛应用。
本文将详细介绍旋转编码器的工作原理,包括编码器的基本原理、编码器的类型、编码器的工作方式以及编码器的应用领域。
一、编码器的基本原理1.1 光电编码器光电编码器是一种常见的编码器类型,它利用光电传感器和光栅盘来测量旋转运动。
光栅盘上有许多等距的透明和不透明条纹,当光电传感器接收到透明和不透明条纹时,会产生相应的电信号。
通过计算电信号的脉冲数,可以确定旋转角度和位置。
1.2 磁性编码器磁性编码器是另一种常用的编码器类型,它利用磁性传感器和磁性标记来测量旋转运动。
磁性标记通常是在旋转轴上安装的磁性材料,当磁性传感器接近磁性标记时,会产生相应的电信号。
通过检测电信号的变化,可以确定旋转角度和位置。
1.3 其他编码器类型除了光电编码器和磁性编码器,还有许多其他类型的编码器,如电容编码器、压电编码器等。
这些编码器利用不同的原理来实现旋转角度和位置的测量,适合于不同的应用场景。
二、编码器的工作方式2.1 绝对编码器绝对编码器可以直接测量物体的旋转角度和位置,无需参考点。
它们通常具有多个输出通道,每一个通道对应一种旋转角度或者位置。
通过读取每一个通道的状态,可以准确确定物体的旋转位置。
2.2 增量编码器增量编码器只能测量物体的相对旋转角度和位置,需要参考点进行校准。
它们通常具有两个输出通道,一个用于测量旋转方向,另一个用于测量旋转量。
通过读取这两个通道的状态,可以确定物体的相对旋转角度和位置。
2.3 绝对增量编码器绝对增量编码器结合了绝对编码器和增量编码器的优点。
它们能够直接测量物体的旋转角度和位置,并且具有增量编码器的相对测量功能。
这种编码器通常具有多个输出通道,既可以直接读取绝对位置,又可以读取相对旋转量。
三、编码器的应用领域3.1 机械工程旋转编码器在机械工程中广泛应用,用于测量机械设备的旋转角度和位置,如机床、机器人等。
旋转编码器工作原理 __编码器旋转编码器工作原理引言概述旋转编码器是一种用于测量旋转运动的装置,它能够将旋转运动转换成电信号输出。
在工业自动化领域,旋转编码器被广泛应用于机器人、数控机床、印刷设备等设备中。
本文将详细介绍旋转编码器的工作原理。
一、编码器的基本原理1.1 光电传感器旋转编码器中常用的光电传感器是一种能够将光信号转换成电信号的传感器。
在旋转编码器中,光电传感器通常由发光二极管和光敏电阻组成。
发光二极管发出光束,光束照射到旋转编码器的标尺上,光敏电阻接收到光束,根据光的强弱产生电信号。
1.2 标尺旋转编码器的标尺是一个具有等距离刻度的圆盘,圆盘上有黑白相间的条纹。
当旋转编码器旋转时,光电传感器会检测到黑白相间的条纹,根据条纹的变化来确定旋转的角度。
1.3 信号处理旋转编码器通过信号处理电路将光电传感器接收到的电信号进行处理,转换成数字信号输出。
信号处理电路通常包括滤波、放大、数字化等步骤,确保输出的信号稳定可靠。
二、编码器的工作原理2.1 绝对编码器绝对编码器能够直接输出旋转角度的绝对值,不需要进行初始化。
绝对编码器通常采用灰码或二进制编码方式,将每个角度对应一个唯一的编码,确保角度的准确性。
2.2 增量编码器增量编码器是通过检测旋转编码器旋转时的位置变化来输出脉冲信号。
增量编码器通常包括A相、B相和Z相信号,分别对应旋转角度的正向、反向和零点位置。
2.3 差分编码器差分编码器是一种能够输出角速度和角加速度信息的编码器。
差分编码器通过比较相邻位置的编码值来计算旋转角速度和角加速度,能够实时监测旋转运动的变化。
三、编码器的应用领域3.1 工业自动化在工业自动化领域,旋转编码器被广泛应用于机器人、数控机床、输送带等设备中。
旋转编码器能够实时监测设备的运动状态,确保设备的精准定位和控制。
3.2 医疗设备在医疗设备中,旋转编码器常用于X光机、CT机等设备中。
旋转编码器能够精确测量设备的旋转角度,确保医疗影像的准确性和清晰度。
了解编码器输出信号,一招玩转电机控制展开全文电子电机控制器常常需要接入编码器以检测转子位置和/或转速。
要想选择合适的设备,工程师就必须对若干方面进行评估。
第一步则是判断应用需要的是增量编码器、绝对编码器还是换向编码器。
一经确定,就必须考虑分辨率、安装方式、电机轴尺寸等其他参数。
最合适的输出信号类型并不总是那么明显,而且往往受到忽视。
最常见的三种类型是开集输出、推挽输出和差分线路驱动器输出。
本文将分别介绍这三种输出类型,帮助工程师根据具体应用需求选择合适的设备。
首要原则无论是增量编码器的正交输出,换向编码器的电机极输出,还是使用特定协议的串行输出,这些编码器输出都是数字信号。
因此,5 V 编码器的信号会一直在近似 0 V 与 5 V 之间切换,这两个电压分别对应逻辑 0 和 1。
增量编码器的输出是基本方波,如图 1 所示。
开集输出旋转编码器大多采用开集输出(图2),即输入信号为高电平时,晶体管的集电极引脚保持开路或断开。
当输出为低电平时,输出直接接地。
由于输入信号为高电平时输出断开,需要使用外部“上拉”电阻,才能确保集电极电压达到所需的电平,即逻辑1。
因此,工程师在连接不同电压的系统时就更具灵活性:通过上拉电阻可将集电极电压上拉至不同电压,使之高于或低于编码器工作电压(图 3)。
不过,这种接口也具有一些缺陷。
许多现成的控制器都已内置了上拉电阻,而这些上拉电阻会消耗电流,即产生耗散功率。
此外,当该电阻与寄生电容组成 RC 电路时,输出在高电压与低电压之间的转换速率将因此降低。
转换斜率(图 4)即转换速率。
通过降低转换速率,上拉电阻会显著降低编码器运行速度,从而降低增量编码器的分辨率。
减小电阻值可以提高转换速率,但是当信号为低电平时,上拉电阻功耗的电流更大,耗散功率也更大。
推挽输出推挽输出使用两个晶体管,而不是一个(图5),因此可以弥补上述开集输出接口的缺陷。
上部晶体管取代上拉电阻,导通时可将电压上拉至电源电压,由于电阻极小,因而转换速率较快。
EC11旋转编码器是一种光电式旋转测量装置,它可以测量被测轴的角度。
其原理是在转动轴上安装一个多细分编码器,当转动轴转动时,编码器上的光电管会检测编码器盘上的光电编码器发出的光电信号,通过信号处理后,将这些信号转换为数字信号,从而实现对角度的测量。
EC11旋转编码器的工作原理可以分为两种类型:增量型和绝对型。
1. 增量型编码器:当转动轴转动一定角度时,编码器会输出一个脉冲信号。
通过计算脉冲信号的数量,可以获得轴转动的角位移。
增量型编码器的特点是输出信号为脉冲信号,具有计数功能,但是不能直接测量轴的正负角度。
2. 绝对型编码器:绝对型编码器通过检测光电编码器盘上的光电信号,可以获得轴的绝对角度信息。
绝对型编码器的特点是具有很高的测量精度,但是成本相对较高。
EC11旋转编码器主要由编码器盘、光电管、信号处理电路等组成。
编码器盘上有一个或多个光电编码器,用于检测轴的转动角度。
光电管用于接收编码器盘上的光电信号,并将这些信号转换为电信号。
信号处理电路用于处理这些电信号,将其转换为数字信号,以便后续的信号处理和分析。
旋转编码器是一种用于测量位置和旋转角度的传感器。
它由一个可以旋转的轴和一个固定的编码器组成,编码器可以监测轴的旋转方向和移动距离。
工作原理如下:
1. 编码器:编码器是一个带有光电传感器的圆盘,圆盘上有一系列等距的开关或光栅。
当轴旋转时,由于与轴连接的固定编码器不动,圆盘上的开关或光栅将与传感器接触或遮挡,从而能够检测到旋转的位置和方向。
传感器将这些信号转换为电子脉冲信号。
2. 脉冲计数器:脉冲计数器对编码器的输出进行计数和解码,以确定轴的位置和旋转方向。
每次传感器检测到一个开关或光栅时,脉冲计数器都会增加或减少一个计数值,根据旋转方向的不同而变化。
3. 精度与分辨率:编码器的分辨率决定了其测量位置的精度。
较高的分辨率意味着更小的旋转距离可以被检测到,从而提供更精确的位置测量。
4. 输出接口:旋转编码器的输出可以通过数字接口(如串行接口或并行接口)传输给计算机或其他控制设备,以实时监测和控制轴的位置和旋转角度。
旋转编码器广泛应用于机械领域、自动化控制、机器人、电子设备等需要测量位置和角度的应用中。
旋转编码器编辑锁定旋转编码器是用来测量转速并配合PWM技术可以实现快速调速的装置,光电式旋转编码器通过光电转换,可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出(REP)。
分为单路输出和双路输出两种。
技术参数主要有每转脉冲数(几十个到几千个都有),和供电电压等。
单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲,而双路输出的旋转编码器输出两组A/B相位差90度的脉冲,通过这两组脉冲不仅可以测量转速,还可以判断旋转的方向。
中文名旋转编码器外文名Rotary Encoder脉冲编码器SPC绝对脉冲APC作用实现快速调速的装置齿轮组BESM58目录1. 1 基本简介2. 2 形式分类3. 3 工作原理4. 4 特点1. 5 信号输出2. 6 注意事项3.7 原理特点4.8 输出信号1.9 常用术语2.10 安装事项3.11 应用旋转编码器基本简介编辑按信号的输出类型分为:电压输出、集电极开路输出、推拉互补输出和长线驱动输出。
旋转编码器形式分类编辑有轴型:有轴型又可分为夹紧法兰型、同步法兰型和伺服安装型等。
轴套型:轴套型又可分为半空型、全空型和大口径型等。
器件图片(2张)以编码器工作原理可分为:光电式、磁电式和触点电刷式。
按码盘的刻孔方式不同分类编码器可分为增量式和绝对式两类。
增量式BEN编码器是将位移转换成周期性的电信号,再把这个电信号转变成计数脉冲,用脉冲的个数表示位移的大小。
绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码,因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关,而与测量的中间过程无关。
旋转增量式编码器以转动时输出脉冲,通过计数设备来知道其位置,当编码器不动或停电时,依靠计数设备的内部记忆来记住位置。
这样,当停电后,编码器不能有任何的移动,当来电工作时,编码器输出脉冲过程中,也不能有干扰而丢失脉冲,不然,计数设备记忆的零点就会偏移,而且这种偏移的量是无从知道的,只有错误的生产结果出现后才能知道。
旋转编码器的输出电路以及常用术语介绍旋转编码器是一种将旋转运动转化成电信号信号输出的器件,广泛应用于计算机数码设备、工业自动化、仪器仪表等领域中。
本文将详细介绍旋转编码器的输出电路并介绍常用的术语。
旋转编码器的输出电路旋转编码器的输出电路主要有两类:A / B 相输出和绝对值输出。
A/B相输出A/B 相输出是一种增量式的输出方式,根据旋转方向输出不同的电信号,它有两个输出线 A、B 和一个控制线 Z。
常见的有三种类型:单路 A/B 相输出、双路A/B 相输出和三路 A/B 相输出。
单路 A/B 相输出单路 A/B 相输出的编码器仅有两个输出线。
当旋转方向发生变化时,A / B 相的输出信号会有一个灵敏度的变化。
其中,A 相的输出线接通时,B 相的输出线会断开;B 相的输出线接通时,A 相的输出线会断开。
通过检测 A / B 相输出的脉冲数以及方向信息可以辨别出旋转方向和旋转速度。
双路 A/B 相输出双路 A/B 相输出的编码器有四个输出线,分别是 A+/A-、B+/B-。
其中,A+/A- 拥有一个信号,B+/B- 也拥有一个信号。
此时,信号的方向和大小反映了旋转运动的特征。
三路 A/B 相输出三路 A/B 相输出通常包括正交的 A、B 相输出线路,以及一个 Z 相线路。
Z 相信号通常是用来标定位置的,在旋转编码器一周中的某个特定位置,它将通过 Z 相输出一个特殊的信号,用于确认准确的绝对位置。
绝对值输出与 A/B 相输出不同,绝对值输出可以自动记录位置,输出的表示位置不受旋转的方向和速度而影响。
旋转编码器的绝对值输出通常有两种方式:单圆盘型和多圆盘型。
单圆盘型该编码器在一个导电的圆盘上布置离散的导电部件。
当圆盘旋转时,每个部件将按一个确定的顺序被激活。
这些部件按顺序组成一个具有独一无二的数字代码,用于表示它们所映射的某个位置。
单圆盘型编码器可以非常准确地确定旋转位置。
多圆盘型多圆盘型编码器利用多个同心圆电路板,每个板上布置一定数量不同的导电部件。
旋转编码器的结构原理和应用大家好!今天我给大家介绍一下旋转编码器的结构原理和应用,编码器的用途很广泛很广泛!1、概述:编码器主要是应用于各种电机需要闭环控制的场所,如果不需要闭环控制也就不使用它,闭环控制:(从输出量变化取出控制信号作为比较量反馈给输入端控制输入量,一般这个取出量和输入量相位相反,所以叫负反馈控制,自动控制通常是闭环控制,比如我们家里面用的空调温度的控制)。
2、它与被测电机同轴安装、同步旋转、在它旋转的过程中会产生输出脉冲,用这个脉冲来对电机转动、角度、和距离进行测量,从而控制设备的运行。
3、旋转编码器的内部结构:它的内部由发光二极管构成光源、旋转码盘、信号处理电路和输出电路构成。
(1)旋转码盘:是一个光刻玻璃盘,采用激光技术将玻璃边缘刻成明暗相间的条纹,条纹有两组,分别称为A.B 相,当码盘在旋转而又在光照下时,便透过明暗相间的条纹产生一明一暗的光信号,光透过的光信号照射到半导体光敏管的时候,它便使光敏管产生开和关的脉冲小信号。
但是由于信号比较弱,经过处理放大后,才输出脉冲,此脉冲送给PLC进行运算控制外部的设备。
(2)编码器的供电电源:5V-24V的直流电,一般24V比较方便,我们普遍采用24V。
4、编码器使用当中的注意事项:(1)编码器是很精密的器件,内部装配比较紧凑没有损坏时,不要随便去拆,因为拆开又装上会使它产生误差,导致设备控制不精确!注:有的电工就喜欢拆东西,今天拆这个明天又去拆那个,拆掉之后呢,他又不知道是怎么装的啦,装不回去了。
在这里我就告诉你,编码器你就别去拆啦,如果你把它拆了(哈哈!)一个或两个月的工资就玩完咯!有的编码器是很昂贵的。
(2)不能摔到地上——防止强烈震动,损坏内部玻璃码盘,而导致永久报废。
(3)接线时必须正负极分开,并且接线要正确,否则烧坏内部电路。
5、编码器的应用:(交流异步电机、步进电机、伺服电机都可以用)。
编码器主要是输出脉冲,坏了就更换新的,因不能维修。
旋转编码器原理
旋转编码器是一种常见的传感器设备,用于测量物体的旋转运动。
它主要由光学和电子元件组成,包括光栅、光敏元件、信号处理电路等。
旋转编码器的工作原理是基于光栅和光敏元件的互相作用。
光栅是一个具有微小刻痕或突起的透明介质片,通常是玻璃或塑料制成。
这些刻痕或突起会形成一系列等距的光栅线,以及相应的间隙。
光敏元件可以是光敏二极管(光电二极管)或光敏电阻等。
它们能够感知光的强弱,并将其转化为电信号输出。
正常情况下,当光栅的间隙和光栅线上没有物体遮挡时,光敏元件接收到的光强较强。
而当物体遮挡部分光栅线时,光敏元件接收到的光强会降低。
信号处理电路会接收光敏元件输出的电信号,并经过处理后得到相应的旋转运动信息。
通常,旋转编码器会输出两路正交的方波信号,其中一路为"A相"信号,另一路为"B相"信号。
通
过测量这两路信号的脉冲数、频率和相位差等信息,可以计算出物体的角度和旋转方向。
为了提高旋转编码器的精度和稳定性,常常在光栅上增加额外的标志点或刻痕,以提供更多的参考信息。
此外,还可以通过使用多个光栅和光敏元件来实现更高的分辨率和更精确的测量。
总的来说,旋转编码器通过光栅和光敏元件之间的相互作用,
将旋转运动转化为电信号输出,从而实现对物体旋转角度和方向的测量。
它在工业自动化、机器人、仪器仪表等领域有着广泛的应用。
旋转式编码开关的工作原理一、旋转式编码器(开关)原理及使用方法在电子产品设计中,经常会用到旋转编码开关,也就是所说的旋转编码器、数码电位器、Rotary Encoder 。
它具有左转,右转功能,有的旋转编码开关还有按下功能。
为了了解旋转开关的编程,以EC11型编码开关为例,介绍一点原理和使用方法:二只脚:这边是按压式开关,按下通,松开断。
三只脚:1 2 3脚一般是中间2脚接地,1、3脚上拉电阻后,当左转、右转旋转时,在1、3脚就有脉冲信号输出了。
在单片机编程时,左转和右转的判别是难点,用示波器观察这种开关左转和右转时两个输出脚的信号有个相位差,如图2。
由此可见,如果输出1为低电平时,输出2出现一个高电平,这时开关就是向顺时针旋转;当输出1 为高电平,输出2出现一个低电平,这时就一定是逆时针方向旋转。
所以,在单片机编程时只需要判断当输出1为高电平时,输出2当时的状态就可以判断出是左旋转或是右旋转了。
1脚与2脚同时为高电平时,说明开关没有动作。
二、旋转编码开关的程序设计方法现在很多仪器和设备采用了旋转编码开关做为输入装置。
常用的旋转编码开关有3个输出端子,常用的参数:转一周时输出的脉冲数(比如16,24)。
应用电路原理图和输出波形如下图所示:由此可见,如果A 下跳沿时,B 为低则表示顺时针旋转;如果A 下跳沿时,B 为高电平则表示逆时针旋转。
与CPU 的连接方法:将A 端口接MCU 的外部中断管脚(下跳沿触发),将B 端口接MCU 的输入IO 。
轴旋转方向信号 虚线表示波形设定点位置 A(AC 端子间) 顺时针方向C.W.B(BC 端子间) A(AC 端子间) 逆时针方向 C.C.WB(BC 端子间)。
旋转编码器的输出电路以及常用术语介绍
来源:互联网
旋转编码器是用来测量转速的装置,光电式旋转编码器通过光电转换,可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出(REP)。
当旋转编码器轴带动光栅盘旋转时,经发光元件发出的光被光栅盘狭缝切割成断续光线,并被接收元件接收产生初始信号。
该信号经后继电路处理后,输出脉冲或代码信号。
旋转编码器的特点是体积小,重量轻,品种多,功能全,频响高,分辨能力高,力矩小,耗能低,性能稳定,可靠使用寿命长等特点。
其主要种类有增量式编码器、绝对值编码器、正弦波编码器。
输出电路图解
1、NPN电压输出和NPN集电极开路输出线路
PNP开路集电极输出
电压输出
此线路仅有一个NPN型晶体管和一个上拉电阻组成,因此当晶体管处于静态时,输出电压是电源电压,它在电路上类似于TTL逻辑,因而可以与之兼容。
在有输出时,晶体管饱和,输出转为0VDC的低电平,反之由零跳向正电压。
随着电缆长度、传递的脉冲频率、及负载的增加,这种线路形式所受的影响随之增加。
因此要达到理想的使用效果,应该对这些影响加以考虑。
集电极开路的线路取消了上拉电阻。
这种方式晶体管的集电极与编码器电源的反馈线是互不相干的,因而可以获得与编码器电压不同的电流输出信号。
2、PNP和PNP集电极开路线路
该线路与NPN线路是相同,主要的差别是晶体管,它是PNP型,其发射极强制接到正电压,如果有电阻的话,电阻是下拉型的,连接到输出与零伏之间。
3、推挽式线路
这种线路用于提高线路的性能,使之高于前述各种线路。
事实上,NPN电压输出线路的主要局限性是因为它们使用了电阻,在晶体管关闭时表现出比晶体管高得多的阻抗,为克服些这缺点,在推挽式线路中额外接入了另一个晶体管,这样无论是正方向还是零方向变换,输出都是低阻抗。
推挽式线路提高了频率与特性,有利于更长的线路数据传输,即使是高速率时也是如此。
信号饱和的电平仍然保持较低,但与上述的逻辑相比,有时较高。
任何情况下推挽式线路也都可应用于NPN或PNP线路的接收器。
4、长线驱动器线路
当运行环境需要随电气干扰或编码器与接收系统之间存在很长的距离时,可采用长线驱动器线路。
数据的发送和接收在两个互补的通道中进行,所以干扰受到抑制(干扰是由电缆或相邻设备引起的)。
这种干扰可看成“共模干扰”。
此外,总线驱动器的发送和接收都是以差动方式进行的,或者说互补的发送通道上是电压的差。
因此对共模干扰它不是第三者,这种传送方式在采用DC5V系统时可认为与RS422兼容;在特殊芯片时,电源可达DC24V,可以在恶劣的条件(电缆长,干扰强烈等)下使用。
5、差动线路
差动线路用在具有正弦长线驱动器的模拟编码器中,这时,要求信号的传送不受干扰。
像长线驱动器线路那样,对于数字信号产生两个相位相差180度的信号。
这种线路特意设置了120欧姆的特有线路阻抗,它与接收器的输入电阻相平衡,而接收器必须有相等的负载阻抗。
通常,在互补信号之间并联连,120欧姆的终端电阻就达到了这种目的。
线性驱动输出方式
旋转编码器常用术语锦集
输出脉冲数/转:旋转编码器转一圈所输出的脉冲数发,对于光学式旋转编码器,通常与旋转编码器内部的光栅的槽数相同(也可在电路上使输出脉冲数增加到槽数的2倍4倍)。
分辨率:分辨率表示旋转编码器的主轴旋转一周,读出位置数据的最大等分数。
绝对值型不以脉冲形式输出,而以代码形式表示当前主轴位置(角度)。
与增量型不同,相当于增量型的“输出脉冲/转” 。
光栅:光学式旋转编码器,其光栅有金属和玻璃两种。
如是金属制的,开有通光孔槽;如是玻璃制的,是在玻璃表面涂了一层遮光膜,在此上面没有透明线条(槽)。
槽数少的场合,可在金属圆盘上用冲床加工或腐蚀法开槽。
在耐冲击型编码器上使用了金属的光栅,它与金属制的光栅相比不耐冲击,因此在使用上请注意,不要将冲击直接施加于编码器上。
最大响应频率:是在1秒内能响应的最大脉冲数(例:最大响应频率为2KHz,即1秒内可响应2000个脉冲)公式:最大响应转速(rpm)/60×(脉冲数/转)=输出频率Hz 。
最大响应转速:是可响应的最高转速,在此转速下发生的脉冲可响应公式如下:最大响应频率(Hz)/ (脉冲数/转)×60=轴的转速rpm 。
输出波形:输出脉冲(信号)的波形。
输出信号相位差:二相输出时,二个输出脉冲波形的相对的的时间差。
输出电压:指输出脉冲的电压。
输出电压会因输出电流的变化而有所变化。
起动转矩:使处于静止状态的编码器轴旋转必要的力矩。
一般情况下运转中的力矩要比起动力矩小。
轴允许负荷:表示可加在轴上的最大负荷,有径向和轴向负荷两种。
径向负荷对于轴来说,是垂直方向的,受力与偏心偏角等有关;轴向负荷对轴来说,是水平方向的,受力与推拉轴的力有关。
这两个力的大小影响轴的机械寿命。
轴惯性力矩:该值表示旋转轴的惯量和对转速变化的阻力。
转速:该速度指示编码器的机械载荷限制。
如果超出该限制,将对轴承使用寿命产生负面影响,另外信号也可能中断。
格雷码:格雷码是高级数据,因为是单元距离和循环码,所以很安全。
每步只有一位变化。
数据处理时,格雷码须转化成二进制码。
工作电流:指通道允许的负载电流。
工作温度:参数表中提到的数据和公差,在此温度范围内是保证的。
如果稍高或稍低,编码器不会损坏。
当恢复工作温度又能达到技术规范。
工作电压:编码器的供电电压。