位置檢測裝置機床數(shù)控技術(shù)

1、 吳金文 2016年4月25日第五章第五章 位置檢測裝置（位置檢測裝置（1） 位置檢測裝置位置檢測裝置是數(shù)控機床的重要組成部分。作用作用: 檢測位移和速度，并發(fā)出反饋信號和數(shù)控裝置發(fā)出的指令信號相比較，構(gòu)成閉環(huán)閉環(huán)、半閉環(huán)控制。半閉環(huán)控制。5.1.1位置檢測裝置的要求位置檢測裝置的要求 受溫度、濕度影響小，工作可靠，能長期保持精度，抗干擾能力強; 在機床執(zhí)行部件工作范圍內(nèi)，能滿足精度和速度要求; 使用維護方便，適應(yīng)機床工作環(huán)境； 成本低。 檢測元件的精度指標檢測元件的精度指標： 系統(tǒng)精度系統(tǒng)精度在一定長度或轉(zhuǎn)角內(nèi)測量累積誤差的最大值 （0.0010.02mm/m， 10/360） 系統(tǒng)分辨率系

2、統(tǒng)分辨率所能正確檢測的最小位移量 0.0010.01mm，2 （取1/31/10機床加工精度）檢測元件的作用檢測元件的作用 檢測元件是數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的重要組成部分。檢測元件是數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的重要組成部分。它的作用是檢測位移，發(fā)送反饋信號，構(gòu)成閉環(huán)它的作用是檢測位移，發(fā)送反饋信號，構(gòu)成閉環(huán)控制。控制。 數(shù)控機床的運動精度主要由檢測系統(tǒng)的精度決定。數(shù)控機床的運動精度主要由檢測系統(tǒng)的精度決定。 位移檢測系統(tǒng)能夠測量的最小位移量稱為分辨率。位移檢測系統(tǒng)能夠測量的最小位移量稱為分辨率。 分辨率不僅取決于檢測元件本身，也取決于測量分辨率不僅取決于檢測元件本身，也取決于測量線路。在設(shè)計數(shù)控機床，尤其是高

3、精度或大中型線路。在設(shè)計數(shù)控機床，尤其是高精度或大中型數(shù)控機床時，必須選用檢測元件。數(shù)控機床時，必須選用檢測元件。從檢測的從檢測的信號分信號分 直線型直線型回轉(zhuǎn)型回轉(zhuǎn)型 從傳感器從傳感器輸出信號分輸出信號分 模擬式模擬式 數(shù)字式數(shù)字式檢測元件具體分類舉例檢測元件具體分類舉例直線感應(yīng)同步器、長光柵、直線感應(yīng)同步器、長光柵、 長磁柵、激光干涉儀長磁柵、激光干涉儀旋轉(zhuǎn)變壓器、圓感應(yīng)同步器、旋轉(zhuǎn)變壓器、圓感應(yīng)同步器、圓光柵、圓磁柵、編碼盤圓光柵、圓磁柵、編碼盤光柵檢測裝置、脈沖編碼盤光柵檢測裝置、脈沖編碼盤旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器 不同類型不同類型NCNC機床對檢測系統(tǒng)要求不同。大

4、型數(shù)機床對檢測系統(tǒng)要求不同。大型數(shù)控機床要求速度響應(yīng)高，中型和高精度數(shù)控機控機床要求速度響應(yīng)高，中型和高精度數(shù)控機床以滿足精度要求為主。測量系統(tǒng)分辨率一般床以滿足精度要求為主。測量系統(tǒng)分辨率一般要求比加工精度高一個數(shù)量級。要求比加工精度高一個數(shù)量級。 直接測量直接測量-對機床直線位移采用直線型檢測元對機床直線位移采用直線型檢測元件測量，其測量精度取決于測量元件精度，不件測量，其測量精度取決于測量元件精度，不受機床傳動精度的影響。受機床傳動精度的影響。 間接測量間接測量-對機床直線位移采用回轉(zhuǎn)型檢測元對機床直線位移采用回轉(zhuǎn)型檢測元件測量，測量精度取決于測量元件和機床傳動件測量，測量精度取決于測量

5、元件和機床傳動鏈兩者的精度。為提高定位精度，常需對機床鏈兩者的精度。為提高定位精度，常需對機床傳動誤差進行補償。傳動誤差進行補償。5.1.2位置檢測裝置的分類位置檢測裝置的分類測量方式測量方式將檢測裝置直接安在執(zhí)行部件上，如光柵，將檢測裝置直接安在執(zhí)行部件上，如光柵，感應(yīng)同步器用于直接測量工作臺直線位移。感應(yīng)同步器用于直接測量工作臺直線位移。將檢測裝置安在滾珠絲杠或驅(qū)動電機軸上，將檢測裝置安在滾珠絲杠或驅(qū)動電機軸上，通過檢測轉(zhuǎn)動件的角位移來間接測量執(zhí)行部通過檢測轉(zhuǎn)動件的角位移來間接測量執(zhí)行部件的直線位移。件的直線位移。將被測量以數(shù)字形式表示，測量量一般為將被測量以數(shù)字形式表示，測量量一般為電脈

6、沖。電脈沖。將被測的量以連續(xù)變量表示，如電壓變化、將被測的量以連續(xù)變量表示，如電壓變化、相位變化等。主要用于小量程測量。相位變化等。主要用于小量程測量。只測位移量，如測量單位為只測位移量，如測量單位為0.01 mm,0.01 mm,則每移動則每移動0.010.01mmmm就發(fā)出一個脈沖信號。就發(fā)出一個脈沖信號。被測量的任意一點位置均由固定的零點標起，被測量的任意一點位置均由固定的零點標起，每一個被測點都有一個相應(yīng)的測量值。每一個被測點都有一個相應(yīng)的測量值。同步分解器同步分解器圓感應(yīng)分解器圓感應(yīng)分解器磁盤磁盤位置檢位置檢測裝置測裝置多級同步分解器多級同步分解器同步分解器組件同步分解器組件三重式圓

7、感應(yīng)同步器三重式圓感應(yīng)同步器光電盤光電盤圓光柵圓光柵數(shù)碼盤數(shù)碼盤測角測角測長測長增量式增量式絕對式絕對式數(shù)字式數(shù)字式模擬式模擬式增量式增量式絕對式絕對式增量式增量式絕對式絕對式數(shù)字式數(shù)字式模擬式模擬式增量式增量式絕對式絕對式直線感應(yīng)分解器直線感應(yīng)分解器磁尺磁尺長光柵長光柵多通道透射光柵多通道透射光柵多重式直線感應(yīng)同步器多重式直線感應(yīng)同步器5.2 光光 柵柵1.1.光柵的種類光柵的種類 光柵有光柵有透射光柵透射光柵和和反射光柵反射光柵兩類。兩類。 透射光柵透射光柵 在透明玻璃片上刻有平行等距的密集線條，常用在透明玻璃片上刻有平行等距的密集線條，常用的有的有5050線線/ /毫米、毫米、l00l0

8、0線線/ /毫米和毫米和200200線線/ /毫米毫米( (指直線光柵指直線光柵) )。其特點是光源可采用垂直入射光，光電元件能直接接受，其特點是光源可采用垂直入射光，光電元件能直接接受，因此信號幅值較大，信噪比好，讀數(shù)頭的結(jié)構(gòu)簡單。因此信號幅值較大，信噪比好，讀數(shù)頭的結(jié)構(gòu)簡單。 反射光柵反射光柵 在金屬鏡面上制成全反射或漫反射平行等距的密在金屬鏡面上制成全反射或漫反射平行等距的密集線條，常用的材料有鋼或鋁等，其每毫米刻線數(shù)有集線條，常用的材料有鋼或鋁等，其每毫米刻線數(shù)有4 4、1010、2525、4040、5050，甚至有，甚至有600600線，因此可以得到很高的精度，且線，因此可以得到很高

9、的精度，且長度不受限制。長度不受限制。兩種光柵的特點兩種光柵的特點 : 玻璃玻璃透射光柵透射光柵 光源可垂直入射，信號幅度大，讀數(shù)頭結(jié)構(gòu)簡單; 刻線密度大100條/mm, 細分后，分辨率達微米級; 易碎，熱膨脹系數(shù)與機床不一致，影響測量精度. 金屬金屬反射光柵反射光柵 鋼尺、鋼帶鋼尺、鋼帶 照相腐蝕、鉆石刀刻劃照相腐蝕、鉆石刀刻劃 熱膨脹系數(shù)與機床一致，安裝調(diào)整方便，易接長，不易碎熱膨脹系數(shù)與機床一致，安裝調(diào)整方便，易接長，不易碎 pW 光柵結(jié)構(gòu)：光柵結(jié)構(gòu)： 1.1.標尺光柵、標尺光柵、 2.2.指示光指示光柵、柵、3 3.光電元件、光電元件、4.4.光源。光源。 2 2光柵工作結(jié)構(gòu)光柵工作結(jié)

10、構(gòu) 原理原理 1 1）指示光柵與標尺光柵刻度等寬。）指示光柵與標尺光柵刻度等寬。2 2）平行裝配，且無摩擦）平行裝配，且無摩擦3 3）兩尺條紋之間有一定夾角）兩尺條紋之間有一定夾角4 4）當指示光柵與標尺光柵相對運動時，會產(chǎn)生與光柵線）當指示光柵與標尺光柵相對運動時，會產(chǎn)生與光柵線垂直的橫向的條紋，該條紋為莫爾條紋，當移動一個柵垂直的橫向的條紋，該條紋為莫爾條紋，當移動一個柵距時，摩爾條紋也移動一個紋距距時，摩爾條紋也移動一個紋距莫爾條紋的產(chǎn)生莫爾條紋的產(chǎn)生1、標尺光柵和指示光柵的柵距、標尺光柵和指示光柵的柵距P 2、指示光柵在其自身平面內(nèi)相對、指示光柵在其自身平面內(nèi)相對于標尺光柵傾斜一個很小

11、的角度于標尺光柵傾斜一個很小的角度, 兩塊光柵的刻線就會相交。當燈兩塊光柵的刻線就會相交。當燈光通過聚光鏡呈平行光線垂直照光通過聚光鏡呈平行光線垂直照射在標尺光柵上，在與兩塊光柵射在標尺光柵上，在與兩塊光柵線紋相交的鈍角平分線方向，出線紋相交的鈍角平分線方向，出現(xiàn)明暗交替，間隔相等的粗短條紋，現(xiàn)明暗交替，間隔相等的粗短條紋，稱之為橫向莫爾條紋。稱之為橫向莫爾條紋。a=柵距柵距p莫爾條紋產(chǎn)生動畫莫爾條紋產(chǎn)生動畫莫爾條紋移動方向與光柵移動方向及光柵夾角的關(guān)系莫爾條紋移動方向與光柵移動方向及光柵夾角的關(guān)系應(yīng)用較多的干涉條紋式光柵，是利用光的應(yīng)用較多的干涉條紋式光柵，是利用光的衍射現(xiàn)象產(chǎn)生莫爾干涉條紋

12、。當兩片光柵衍射現(xiàn)象產(chǎn)生莫爾干涉條紋。當兩片光柵互相平行，其刻線相互成一小角度互相平行，其刻線相互成一小角度時，時，兩光柵有相對運動就會生明暗相間的干涉兩光柵有相對運動就會生明暗相間的干涉條紋，將光源來的光經(jīng)透鏡變成平行光，條紋，將光源來的光經(jīng)透鏡變成平行光，垂直照射在光柵上，經(jīng)狹縫垂直照射在光柵上，經(jīng)狹縫s s和透鏡由光和透鏡由光電元件接受，即可得到與位移成比例的電電元件接受，即可得到與位移成比例的電信號。信號。工作原理當當P =0.01mmP =0.01mm，( (l00l00線線/ /毫米毫米)=0.01)=0.01弧度，紋距弧度，紋距W=1mmW=1mm，即利用擋光效應(yīng)，可把光柵線距轉(zhuǎn)

13、換成放大即利用擋光效應(yīng)，可把光柵線距轉(zhuǎn)換成放大100100倍的摩爾倍的摩爾條紋的寬度。條紋的寬度。表明莫爾條紋的節(jié)距是柵距的表明莫爾條紋的節(jié)距是柵距的1 1倍。倍。(1)(1)干涉條紋方向與干涉條紋方向與標尺光柵的刻線幾標尺光柵的刻線幾乎垂直。乎垂直。(2)(2)放大作用放大作用: :用用W W（mmmm）表示莫爾條）表示莫爾條紋的寬度，紋的寬度，P(mm)P(mm)表示柵距，表示柵距，(rad)(rad)為光柵線紋之間的為光柵線紋之間的夾角。夾角。莫爾條紋的特點(3)(3)誤差均化作用誤差均化作用：摩爾條紋是由許多根刻線共同形成的，摩爾條紋是由許多根刻線共同形成的，這樣可使光柵的節(jié)距誤差得到

14、平均化。這樣可使光柵的節(jié)距誤差得到平均化。(4) (4) 成比例運動：摩爾條紋的移動與柵距之間的移動成比例。成比例運動：摩爾條紋的移動與柵距之間的移動成比例。當兩個光柵相對移動一個柵距當兩個光柵相對移動一個柵距d d時，摩爾條紋相應(yīng)地移動一時，摩爾條紋相應(yīng)地移動一個紋距個紋距W W，因此兩者的移動是對應(yīng)的，這樣便于記數(shù)；標尺，因此兩者的移動是對應(yīng)的，這樣便于記數(shù)；標尺光柵移動的方向相反，干涉條紋移動的方向也反向。光柵移動的方向相反，干涉條紋移動的方向也反向。 d d摩爾條紋摩爾條紋標尺光柵標尺光柵指示光柵指示光柵光柵節(jié)距光柵節(jié)距摩爾條紋節(jié)距摩爾條紋節(jié)距 作用：作用： 放大作用放大作用誤差均化作

15、用誤差均化作用方便測量位移方便測量位移W W光柵傾角光柵傾角光柵測量系統(tǒng)光柵測量系統(tǒng) 光柵測量系光柵測量系統(tǒng)由光源、統(tǒng)由光源、聚光鏡、光聚光鏡、光柵尺、光電柵尺、光電元件和驅(qū)動元件和驅(qū)動線路組成。線路組成。三、應(yīng)用（光柵位移數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng)）三、應(yīng)用（光柵位移數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng)） 當光柵移動一個柵距，莫爾條紋便移動一當光柵移動一個柵距，莫爾條紋便移動一個條紋寬度，假定開辟一小窗口觀察莫爾條紋個條紋寬度，假定開辟一小窗口觀察莫爾條紋的變化情況，可發(fā)現(xiàn)它在移動一個柵距期間明的變化情況，可發(fā)現(xiàn)它在移動一個柵距期間明暗變化了一個周期。暗變化了一個周期。 理論上光柵亮度變化是一個三角波形，但理論上光柵亮度變化是一

16、個三角波形，但由于漏光和不能達到最大亮度，被削頂削底后由于漏光和不能達到最大亮度，被削頂削底后而近似一個正弦波（見圖而近似一個正弦波（見圖3-43-4）。硅光電池將近。硅光電池將近似正弦波的光強信號變?yōu)橥l率的電壓信號似正弦波的光強信號變?yōu)橥l率的電壓信號（見圖（見圖3-53-5），），經(jīng)光柵位移經(jīng)光柵位移數(shù)字變換電路放大、整形、微數(shù)字變換電路放大、整形、微分輸出脈沖。每產(chǎn)生一個脈沖，就代表移動了分輸出脈沖。每產(chǎn)生一個脈沖，就代表移動了一個柵距那么大的位移，通過對脈沖計數(shù)便可一個柵距那么大的位移，通過對脈沖計數(shù)便可得到工作臺的移動距離。得到工作臺的移動距離。 O 亮度 電壓 圖3-4 光柵的實

17、際亮度變化 圖3-5 光柵的輸出波形圖 光柵位移 O 光柵位移 將明暗相間的干涉將明暗相間的干涉條紋用光電元件接條紋用光電元件接收后，經(jīng)過放大、收后，經(jīng)過放大、整形、微分變成脈整形、微分變成脈沖信號，即可用來沖信號，即可用來測量位移量，如右測量位移量，如右圖。可見圖?？梢娒總€線距每個線距可以發(fā)兩個脈沖信可以發(fā)兩個脈沖信號號。 根據(jù)摩爾條紋的上述特點，可在摩爾根據(jù)摩爾條紋的上述特點，可在摩爾條紋的移動方向上開設(shè)條紋的移動方向上開設(shè)4 4個窗口個窗口P1P1，P2P2，P3P3，P4P4，并且使這并且使這4 4個窗口兩兩相距個窗口兩兩相距1/41/4摩爾條紋寬度摩爾條紋寬度(W/4),(W/4),

18、可從這可從這4 4個觀個觀察窗口進行：察窗口進行： 機床移動部件的位移檢測；機床移動部件的位移檢測； 確定移動部件的方向；確定移動部件的方向； 確定移動速度。確定移動速度。 增加線紋密度，能提高光柵檢測裝置精度，增加線紋密度，能提高光柵檢測裝置精度，但制造較困難，成本高。實際應(yīng)用中，既要提但制造較困難，成本高。實際應(yīng)用中，既要提高測量精度，同時又能達到自動辨向的目的，高測量精度，同時又能達到自動辨向的目的，通常采用倍頻或細分的方法來提高光柵的分辨通常采用倍頻或細分的方法來提高光柵的分辨精度，精度， 如果在莫爾條紋的寬度內(nèi)，放置四個光電如果在莫爾條紋的寬度內(nèi)，放置四個光電元件，每隔元件，每隔1/

19、41/4光柵柵距產(chǎn)生一個脈沖，一個脈光柵柵距產(chǎn)生一個脈沖，一個脈沖代表移動了沖代表移動了1/41/4柵距的位移，分辨精度可提高柵距的位移，分辨精度可提高四倍，即四倍頻方案。四倍，即四倍頻方案。提高精度的方法提高精度的方法5.3 脈沖編碼器脈沖編碼器 脈沖編碼器脈沖編碼器又稱碼盤碼盤，是一種回轉(zhuǎn)式數(shù)字測量元件，通常裝在被檢測軸上裝在被檢測軸上，隨被測軸一起轉(zhuǎn)動，可將被測軸的角位移轉(zhuǎn)換為增量脈沖形式或絕對角位移轉(zhuǎn)換為增量脈沖形式或絕對式的代碼形式。式的代碼形式。根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和檢測方式碼盤可分為接觸式接觸式、光電式光電式和電磁式電磁式3 3種種。其中，光光電碼盤在數(shù)控機床上應(yīng)用較多電碼盤在數(shù)控機床上

20、應(yīng)用較多，而由霍爾效應(yīng)構(gòu)成的電磁碼盤則可用作速度檢測元件。另外，它還可分為絕對式絕對式和增量式增量式兩種。進給伺服電動機進給伺服電動機聯(lián)軸器聯(lián)軸器滾珠絲杠滾珠絲杠進給伺服電動機及傳動機構(gòu)進給伺服電動機及傳動機構(gòu)編碼器編碼器 結(jié)構(gòu)及工作原理結(jié)構(gòu)及工作原理 信號處理裝置abz光電盤透鏡光源光電元件圓 盤 透 光狹縫光欄板節(jié)距AABBZZm+/4一、增量式脈沖編碼器 增量式脈沖編碼器分光電式、接觸式和電磁感應(yīng)式三種。光電式脈沖編碼器的精度和可靠性優(yōu)于其它兩種，其型號用脈沖數(shù)/轉(zhuǎn)來區(qū)分，現(xiàn)在已有每轉(zhuǎn)發(fā)10萬個脈沖的脈沖編碼器。脈沖編碼器可用于角度和速度檢測。光電式脈沖編碼器由光源、透鏡、光電盤、圓盤、

21、光電元件和信號處理電路等組成。信號處理裝置abz碼盤基片透鏡光源光敏元件透光狹縫光欄板AABBZZ節(jié)距m+/4光源光電盤用玻璃材料研磨拋光制成，玻璃表面在真空中鍍上一層不透光的鉻，再用照相腐蝕法在上面制成向心透光窄縫。透光窄縫在圓周上等分，其數(shù)量從幾百條到幾千條不等。圓盤也用玻璃材料研磨拋光制成，其透光窄縫為兩條，每一條后面安裝一只光電元件。圖5-5 光電式脈沖編碼器結(jié)構(gòu)示意圖 光電盤與工作軸連在一起 ，光電盤轉(zhuǎn)動時，每轉(zhuǎn)過一個縫隙就發(fā)生一次光線的明暗變化，光電元件把通過光電盤和圓盤射來的忽明忽暗的光信號轉(zhuǎn)換為近似正弦波的電信號，經(jīng)過整形、放大、和微分處理后，輸出脈沖信號。 通過記錄脈沖的數(shù)目

22、，就可以測出轉(zhuǎn)角。 測出脈沖的變化率，即單位時間脈沖的數(shù)目，就可以求出速度。 節(jié)距節(jié)距PAB90 90 光電碼盤隨被測軸一起轉(zhuǎn)動，在光源的照射下，透過光電碼盤和光欄板形成忽明忽忽明忽暗的光信號暗的光信號，光敏元件把此光信號轉(zhuǎn)換成電信號，通過信號處理裝置的整形、放大等處理后輸出。輸出的波形有六路：輸出的波形有六路：的取反信號。AA 、ZZBB、ZBA、ZBA、AB90Z碼盤轉(zhuǎn)一圈是 輸出信號的作用及其處理輸出信號的作用及其處理 A、B兩相的作用兩相的作用根據(jù)脈沖的數(shù)目脈沖的數(shù)目可得出被測軸的角位移；根據(jù)脈沖的頻率脈沖的頻率可得被測軸的轉(zhuǎn)速；根據(jù)A、B兩相的相位超前、滯后關(guān)系可判斷被測軸旋轉(zhuǎn)方向。

23、后續(xù)電路可利用A、B兩相的90相位差進行細分處理（四倍頻電路實現(xiàn)）。ABCP90O Z相的作用相的作用 被測軸的周向定位基準信號；被測軸的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)記數(shù)信號。 的作用的作用后續(xù)電路可利用A、 兩相實現(xiàn)差分輸入，以消除遠距離傳輸?shù)墓材８蓴_。Z碼盤轉(zhuǎn)一圈ZBA、Aq增量式碼盤的規(guī)格及分辨率增量式碼盤的規(guī)格及分辨率 規(guī)格規(guī)格 增量式增量式碼盤的規(guī)格是指碼盤每轉(zhuǎn)一圈發(fā)出的脈沖數(shù)； 現(xiàn)在市場上提供的規(guī)格從 36線線/ 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 到 10萬線萬線 /轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 都有； 選擇：伺服系統(tǒng)要求的分辨率； 考慮機械傳動系統(tǒng)的參數(shù)。 分辨率（分辨角）分辨率（分辨角） 設(shè)增量式碼盤的規(guī)格為 n 線/轉(zhuǎn)：n360提高增量式光電編碼

24、器分辨率的方法提高增量式光電編碼器分辨率的方法 提高圓周的等分狹縫的密度提高圓周的等分狹縫的密度 增加光電盤的發(fā)訊通道增加光電盤的發(fā)訊通道 使盤上有若干大小使盤上有若干大小不等的同心圓環(huán)狹縫（碼道），光電盤轉(zhuǎn)一不等的同心圓環(huán)狹縫（碼道），光電盤轉(zhuǎn)一周，發(fā)出的脈沖個數(shù)增多，分辨率提高。周，發(fā)出的脈沖個數(shù)增多，分辨率提高。 增量式編碼器的缺點增量式編碼器的缺點 有可能產(chǎn)生計數(shù)錯誤（由于噪聲或其它外界干有可能產(chǎn)生計數(shù)錯誤（由于噪聲或其它外界干擾）擾） 若因停電、刀具破損而停機，事故排除后不能若因停電、刀具破損而停機，事故排除后不能找到事故前執(zhí)行部件的正確位置找到事故前執(zhí)行部件的正確位置二、絕對式編碼

25、器 絕對式編碼器是一種旋轉(zhuǎn)式檢測裝置，可直接把被測轉(zhuǎn)角用數(shù)字代碼表示出來，且每一個角度位置均有其對應(yīng)的測量代碼，它能表示絕對位置，沒有累積誤差，電源切除后，位置信息不丟失，仍能讀出轉(zhuǎn)動角度。2. 絕對式編碼絕對式編碼器器碼盤基片上有多圈碼道，且每碼道的刻線數(shù)相等；對應(yīng)每圈都有光電傳感器；輸出信號的路數(shù)與碼盤圈數(shù)成正比；檢測信號按某種規(guī)律編碼輸出，故可測得被測軸的周向絕對位置。23222120絕對編碼盤的編碼方式絕對編碼盤的編碼方式 及特點及特點 二進制編碼：二進制編碼：特點：編碼循序與位置循序相一致，但可能產(chǎn)生非單值性誤差。 誤差分析： 100023222120 1111 圖5-9 四位二進制

26、編碼盤 當檢測對象帶動碼盤一起轉(zhuǎn)動時，電刷和碼盤的相對位置發(fā)生變化，與電刷串聯(lián)的電阻將會出現(xiàn)有電流通過或沒有電流通過兩種情況。若回路中的電阻上有電流通過，為“1”；反之，電刷接觸的是絕緣區(qū)，電阻上無電流通過，為“0”。如果碼盤順時針轉(zhuǎn)動，就可依次得到按規(guī)定編碼的數(shù)字信號輸出，圖示為4位二進制碼盤，根據(jù)電刷位置得到由“1”和“0”組成的二進制碼，輸出為0000、0001、00101111。 由圖3-9可看出，碼道的圈數(shù)就是二進制的位數(shù)，且高位在內(nèi)，低位在外。其分辨角360o/24=22.5o，若是n位二進制碼盤，就有n圈碼道，分辨角360o/2n，碼盤位數(shù)越大，所能分辨的角度越小，測量精度越高。

27、 用二進制代碼做的碼盤，如果電刷安裝不準，會使得個別電刷錯位，而出現(xiàn)很大的數(shù)值誤差。如圖3-10，當電刷由位置0111向1000過渡時，可能會出現(xiàn)從8（1000）到15（1111）之間的讀數(shù)誤差，一般稱這種誤差為非單值性誤差。為消除這種誤差，可采用葛萊碼盤。 格雷碼格雷碼（循環(huán)碼、葛萊碼）特點：任何兩個編碼之間只有一位是變化的，因而可把誤差控制在最小單位上。但編碼與位置循序無直接規(guī)律。23222120 格雷碼的編碼方法格雷碼的編碼方法 它是從二進制碼轉(zhuǎn)換而來的，轉(zhuǎn)換規(guī)則為：轉(zhuǎn)換規(guī)則為： 將二進制碼與其本身右移一位后并舍去末位的數(shù)碼作不進位加法，得出的結(jié)果即為格雷格雷碼碼( (循環(huán)碼循環(huán)碼) )。例題：例題： 將二進制碼0101轉(zhuǎn)換成對應(yīng)