M法與T法在編碼器測速方面的區(qū)別和頻率問題

1、編碼器的測速原理：M/T法大家都比較清楚在閉環(huán)伺服系統(tǒng)中，編碼器的反饋脈沖個數(shù)和系統(tǒng) 所走位置的多少成正比，但對于怎樣通過編碼器所反饋的脈沖個數(shù)來求得電機 的旋轉(zhuǎn)速度了解的人就不是很多了。根據(jù)脈沖計數(shù)來測量轉(zhuǎn)速的方法有以下三種：(1)在規(guī)定時間內(nèi)測量所產(chǎn)生的脈沖個數(shù)來獲得被測速度，稱為 M法測 速；(2)測量相鄰兩個脈沖的時間來測量速度，稱為 T法測速；(3)同時測 量檢測時間和在此時間內(nèi)脈沖發(fā)生器發(fā)出的脈沖個數(shù)來測量速度，稱為 M/T法 測速。以上三中測速方法中，M法適合于測量較高的速度，能獲得較高分辨率；T法適合于測量較低的速度，這時能獲得較高的分辨率；而 M/T法則無論高速低 速都適合測

2、量。以下只對T法測速進行詳細介紹。T法測速的原理是用一已知頻率fc (此頻率一般都比較高)的時鐘脈沖向一 計數(shù)器發(fā)送脈沖，計數(shù)器的起停由碼盤反饋的相鄰兩個脈沖來控制，原理圖見 圖1。若計數(shù)器讀數(shù)為 ml,則電機每分鐘轉(zhuǎn)速為nM=60fc/Pm1(r/min)圖1 T法測 速原理其中P為碼盤一圈發(fā)出的脈沖個數(shù)即碼盤線數(shù)， ml為相鄰兩個脈沖間高 頻脈沖個數(shù)。測速分辨率：當對應轉(zhuǎn)速由n1變?yōu)閚2時則分辨率Q的定義為Q=n2-n1, Q值越小說明 測量裝置對轉(zhuǎn)速變化越敏感即分辨率越高。因此可以得到T法測速的分辨率為Q=60fc/Pm1-60fc/P (m1+1) = n2M P/ (60fc+ nM

3、P)由上式可見隨著轉(zhuǎn)速nM的降低，Q值越小，即T法測速在低速 時有較高的分辨率。MT法測速之定量分析速度測量是工控系統(tǒng)中最基本的需求之一，最常用的 是用數(shù)字脈沖測量某根軸的轉(zhuǎn)速，再根據(jù)機械比、直徑換算成線速度。脈沖測速最典型的方法有測頻率（M法）和測周期（T法）。定性分析：M法是測量單位時間內(nèi)的脈數(shù)換算成頻率，因存在測量時間內(nèi)首尾的半個 脈沖問題，可能會有2個脈的誤差。速度較低時，因測量時間內(nèi)的脈沖數(shù)變少，誤差所占的比例會變大，所以 M法宜測量高速。如要降低測量的速度下限，可以提高編碼器線數(shù)或加大測量的單位時間， 使用一次采集的脈沖數(shù)盡可能多。T法是測量兩個脈沖之間的時間換算成周期，從而得到頻

4、率。因存在半個時間單位的問題，可能會有 1個時間單位的誤差。速度較高時，測得的周期較小，誤差所占的比例變大，所以 T法宜測量低 速。如要增加速度測量的上限，可以減碼器的脈沖數(shù)，或使用更小更精確的計 時單位，使一次測量的時間值盡可能大。M法、T法各且優(yōu)劣和適應范圍，編碼器線數(shù)不能無限增加、測量時間也 不能太長（得考慮實時性）、計時單位也不能無限小，所以往往候 M法、T法都無 法勝任全速度范圍內(nèi)的測量。因此產(chǎn)生了 M法、T法結合的M/T測速法：低速時測周期、高速時測頻率。定量分析：M/T法中的 低速"、高速”如何確定呢？假定能接受的誤差范圍為 1% M 法測得脈沖數(shù)為f, T法測得時間為

5、toM法：2/f <= 1% => f >= 200即一次測量的最小脈沖數(shù)為 200,設此頻率對應的速 度為V1T法：(1/(t-1) - 1/t ) / (1/t) <= 1% => t >= 101 即一次測量的時間為 101 個單位，設 此周期對應的速度為V2若計時單位為mS,則t>= 101ms這只是理論精度，實 際應用還要考慮脈沖信號采集的延遲，軟件處理所需花費的時間。若V1 < V2,則M/T法能滿足全范圍內(nèi)的速度測量。一個系統(tǒng)設計之前，就需要詳細的計算，使V1<V2或盡可能接近。不能光憑經(jīng)驗估算確定高低速、傳動比、編碼線數(shù)。然后很不幸，很多現(xiàn)有系統(tǒng)中會出現(xiàn) V1 > V2,就會出現(xiàn)(V2, V1這一段速