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增量式光电编码器选型应该注意哪些问题?

文章来源:  发布时间:2018/11/13    点击数:

     在增量式光电编码器的使用过程中,对于其技术规格通常会提出不同的要求,其中最关键的就是它的分辨率、精度、输出信号的稳定性、响应频率、信号输出形式。

(1)分辨率
  增量式光电编码器的分辨率是以编码器轴转动一周所产生的输出信号基本周期数来表示的,即脉冲数/转(PPR)。码盘上的透光缝隙的数目就等于编码器的分辨率,码盘上刻的缝隙越多,编码器的分辨率就越高。在工业电气传动中,根据不同的应用对象,可选择分辨率通常在500~6000PPR 的增量式光电编码器,最高可以达到几万PPR。交流伺服电机控制系统中通常选用分辨率为2500PPR 的编码器。此外对光电转换信号进行逻辑处理,可以得到2 倍频或4 倍频的脉冲信号,从而进一步提高分辨率。
(2)精度
  增量式光电编码器的精度与分辨率完全无关,这是两个不同的概念。精度是一种度量在所选定的分辨率范围内,确定任一脉冲相对另一脉冲位置的能力。精度通常用角度、角分或角秒来表示。编码器的精度与码盘透光缝隙的加工质量、码盘的机械旋转情况的制造精度因素有关,也与安装技术有关。
(3)输出信号的稳定性
  增量式光电编码器输出信号的稳定性是指在实际运行条件下,保持规定精度的能力。影响编码器输出信号稳定性的主要因素是温度对电子器件造成的漂移、外界加于编码器的变形力以及光源特性的变化。由于受到温度和电源变化的影响,编码器的电子电路不能保持规定的输出特性,在设计和使用中都要给予充分考虑。
(4)响应频率
  增量式光电编码器输出的响应频率取决于光电检测器件、电子处理线路的响应速度。当编码器高速旋转时,如果其分辨率很高,那么编码器输出的信号频率将会很高。如果光电检测器件和电子线路元器件的工作速度与之不能相适应,就有可能使输出波形严重畸变,甚至产生丢失脉冲的现象。这样输出信号就不能准确反映轴的位置信息。所以,每一种编码器在其分辨率一定的情况下,它的最高转速也是一定的,即它的响应频率是受限制的。编码器的最大响应频率、分辨率和最高转速之间的关系如公式(1-1)所示。
(5)信号输出形式
  在大多数情况下,直接从编码器的光电检测器件获取的信号电平较低,波形也不规则,还不能适应于控制、信号处理和远距离传输的要求。所以,在编码器内还必须将此信号放大、整形。经过处理的输出信号一般近似于正弦波或矩形波。由于矩形波输出信号容易进行数字处理,所以这种输出信号在定位控制中得到广泛的应用。采用正弦波输出信号时基本消除了定位停止时的振荡现象,并且容易通过电子内插方法,以较低的成本得到较高的分辨率。

  增量式光电编码器的信号输出形式有:集电极开路输出(Open Collector)、电压输出(Voltage Output)、线驱动输出(Line Driver)、互补型输出(Complemental Output)和推挽式输出(Totem Pole)。


   

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