增量式編碼器的工作原理與使用方法

增量式編碼器的工作原理與使用方法增量式編碼器的工作原理與使用方法增量式編碼器的工作原理與使用方法xxx公司增量式編碼器的工作原理與使用方法文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度增量式編碼器的工作原理與使用方法1．工作原理

旋轉(zhuǎn)編碼器是一種采用光電等方法將軸的機(jī)械轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出的精密傳感器，分為增量式旋轉(zhuǎn)編碼器和絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器。光電增量式編碼器的工作原理如下：隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)的脈沖碼盤(pán)上有均勻刻制的光柵，在碼盤(pán)上均勻地分布著若干個(gè)透光區(qū)段和遮光區(qū)段。增量式編碼器沒(méi)有固定的起始零點(diǎn)，輸出的是與轉(zhuǎn)角的增量成正比的脈沖，需要用計(jì)數(shù)器來(lái)計(jì)脈沖數(shù)。每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)透光區(qū)時(shí)，就發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值加1，計(jì)數(shù)結(jié)果對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)角的增量。增量式編碼器的制造工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，有時(shí)也用來(lái)測(cè)量絕對(duì)轉(zhuǎn)角。2．增量式編碼器的分類(lèi)1）單通道增量式編碼器內(nèi)部只有一對(duì)光電耦合器，只能產(chǎn)生一個(gè)脈沖序列。2）AB相編碼器內(nèi)部有兩對(duì)光電耦合器，輸出相位差為90°的兩組脈沖序列。正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時(shí)兩路脈沖的超前、滯后關(guān)系剛好相反。由下圖可知，在B相脈沖的上升沿，正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時(shí)A相脈沖的電平高低剛好相反，因此使用AB相編碼器，PLC可以很容易地識(shí)別出轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的方向。需要增加測(cè)量的精度時(shí)，可以采用4倍頻方式，即分別在A、B相波形的上升沿和下降沿計(jì)數(shù)，分辨率可以提高4倍，但是被測(cè)信號(hào)的最高頻率相應(yīng)降低。3）三通道增量式編碼器內(nèi)部除了有雙通道增量式編碼器的兩對(duì)光電耦合器外，在脈沖碼盤(pán)的另外一個(gè)通道有1個(gè)透光段，每轉(zhuǎn)1圈，輸出1個(gè)脈沖，該脈沖稱(chēng)為Z相零位脈沖，用做系統(tǒng)清零信號(hào)，或坐標(biāo)的原點(diǎn)，以減少測(cè)量的積累誤差。2．編碼器的選型首先根據(jù)測(cè)量要求選擇編碼器的類(lèi)型，增量式編碼器每轉(zhuǎn)發(fā)出的脈沖數(shù)等于它的光柵的線(xiàn)數(shù)。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)速測(cè)量或定位的度要求，和編碼器的轉(zhuǎn)速，來(lái)確定編碼器的線(xiàn)數(shù)。編碼器安裝在電動(dòng)機(jī)軸上，或安裝在減速后的某個(gè)轉(zhuǎn)軸上，編碼器的轉(zhuǎn)速有很大的區(qū)別。還應(yīng)考慮它發(fā)出的脈沖的最高頻率是否在PLC的高速計(jì)數(shù)器允許的范圍內(nèi)。3．編碼器與PLC高速計(jì)數(shù)器的配合問(wèn)題以S7-200為例，使用單通道增量式編碼器時(shí)，可選高速計(jì)數(shù)器的單相加/減計(jì)數(shù)器模式（模式0~5），可細(xì)分為有/無(wú)外部方向輸入信號(hào)、有/無(wú)復(fù)位輸入和有/無(wú)啟動(dòng)輸入信號(hào)。使用AB相編碼器時(shí)，高速計(jì)數(shù)器應(yīng)選A/B相正交計(jì)數(shù)器模式（模式9～11），可以實(shí)現(xiàn)在正轉(zhuǎn)時(shí)加計(jì)數(shù)，反轉(zhuǎn)時(shí)減計(jì)數(shù)。4．怎樣判斷AB相編碼器是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)S7-200的高速計(jì)數(shù)器用SM區(qū)中的當(dāng)前計(jì)數(shù)方向狀態(tài)位來(lái)指示編碼器的旋轉(zhuǎn)方向。如果編碼器輸出