絕對式編碼器原理及應(yīng)用
絕對式編碼器是把被測轉(zhuǎn)角通過讀取碼盤上的圖案信息直接轉(zhuǎn)換成相應(yīng)代碼的檢測元件。編碼盤有光電式、接觸式和電磁式三種。光電式碼盤是目前應(yīng)用較多的一種，它是在透明材料的圓盤上精確地印制上二進(jìn)制編碼。圖1所示為四位二進(jìn)制的碼盤，碼盤上各圈圓環(huán)分別代表一位二進(jìn)制的數(shù)字碼道，在同一個(gè)碼道上印制黑白等間隔圖案，形成一套編碼。黑色不透光區(qū)和白色透光區(qū)分別代表二進(jìn)制的“0”和“1”。在一個(gè)四位光電碼盤上，有四圈數(shù)字碼道，每一個(gè)碼道表示二進(jìn)制的一位，里側(cè)是高位，外側(cè)是低位，在360°范圍內(nèi)可編數(shù)碼數(shù)為24=16個(gè)。工作時(shí)，碼盤的一側(cè)放置電源，另一邊放置光電接受裝置，每個(gè)碼道都對應(yīng)有一個(gè)光電管及放大、整形電路。碼盤轉(zhuǎn)到不同位置，光電元件接受光信號，并轉(zhuǎn)成相應(yīng)的電信號，經(jīng)放大整形后，成為相應(yīng)數(shù)碼電信號。但由于制造和安裝精度的影響，當(dāng)碼盤回轉(zhuǎn)在兩碼段交替過程中，會產(chǎn)生讀數(shù)誤差。例如，當(dāng)碼盤順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，由位置“0111”變?yōu)椤?000”時(shí)，這四位數(shù)要同時(shí)都變化，可能將數(shù)碼誤讀成16種代碼中的任意一種，如讀成1111、1011、1101、…0001等，產(chǎn)生了無法估計(jì)的很大的數(shù)值誤差，這種誤差稱非單值性誤差。為了消除非單值性誤差，可采用以下的方法。1.循環(huán)碼盤（或稱格雷碼盤）
圖1 四位二進(jìn)制的碼盤 圖2 四位二進(jìn)制循環(huán)碼盤循環(huán)碼習(xí)慣上又稱格雷碼，它也是一種二進(jìn)制編碼，只有“0”和“1”兩個(gè)數(shù)。圖6所示為四位二進(jìn)制循環(huán)碼。這種編碼的特點(diǎn)是任意相鄰的兩個(gè)代碼間只有一位代碼有變化，即“0”變?yōu)椤?”或“1”變?yōu)椤?”。因此，在兩數(shù)變換過程中，所產(chǎn)生的讀數(shù)誤差最多不超過“1”，只可能讀成相鄰兩個(gè)數(shù)中的一個(gè)數(shù)。所以，它是消除非單值性誤差的一種有效方法。2.帶判位光電裝置的二進(jìn)制循環(huán)碼盤這種碼盤是在四位二進(jìn)制循環(huán)碼盤的最外圈再增加一圈信號位。圖3所示就是帶判位光電裝置的二進(jìn)制循環(huán)碼盤。該碼盤最外圈上的信號位的位置正好與狀態(tài)交線錯(cuò)開，只有當(dāng)信號位處的光電元件有信號時(shí)才讀數(shù)，這樣就不會產(chǎn)生非單值性誤差。
圖3 帶判位光電裝置的二進(jìn)制循環(huán)碼盤 |
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