增量式旋转编码器的工作原理.pdf

简介：
本文档深入解析了增量式旋转编码器的基本工作原理及其应用，旨在帮助读者理解其如何通过检测机械旋转来产生脉冲信号。 增量式旋转编码器是一种用于测量机械轴转角运动的传感器，在工业自动化领域应用广泛，如机器人控制、电机反馈系统以及位置和速度的测量。其工作原理基于通过编码盘上的光栅和光电装置来检测旋转轴的位置变化，并输出脉冲信号；这些脉冲的数量或频率与旋转轴的速度成正比。 在增量式编码器的工作中，关键在于安装于旋转轴上编码盘中的光栅结构。当该盘转动时，光线穿过光栅投射到传感器上形成脉冲信号。单圈增量式编码器每转一圈就会输出固定数量的脉冲；通过测量这些脉冲的数量或频率可以计算出轴的速度。 双通道编码器提供两个相位差90度的脉冲信号（A和B），它们有助于确定旋转方向：顺时针转动时，A信号领先于B，反之亦然。三通道编码器则额外输出一个零位信号（Z），每转一圈产生一次，用于标识固定参考点。 增量型绝对值旋转编码器不仅提供脉冲数量信息还给出轴所在位置的唯一编码值；这使得它在定位控制中非常有用，因为它简化了接收设备的任务，并且不需要复杂的输入装置。当机器重新启动或电源恢复时，这种类型的编码器可以直接使用当前位置继续工作。 在绝对值编码器中，单圈编码器将轴分成多个测量步长，分辨率可达13位（8192个位置）。多圈绝对值编码器则不仅能检测一圈内的角位移还能通过齿轮系统确定转动的总圈数；其分辨率达到25位或更高，意味着可以识别超过一亿的位置。并行型和串行型绝对值旋转编码器分别利用多根电缆同时传输数据或者顺序输出信息。 总结增量式旋转编码器的关键点如下： 1. 工作原理：通过光栅与光电传感器产生脉冲信号来测量轴的速度和位置。 2. 速度测定：单位时间内计数的脉冲数量可用于确定轴速。 3. 双向定位控制：A、B两个90度相位差的通道可判断旋转方向；Z信道用于标记每圈起始点。 4. 绝对值编码器特性：为每个位置提供唯一编号，即使在电源故障后恢复时也无需重新校准参考点。 5. 分辨率和多圈测量能力：单圈编码器具备高分辨率而多圈编码器则可以识别更多转数；总分辨率达到25位或更高。 6. 数据传输方式：并行型通过电缆同时发送位置信息，串行型按照顺序输出数据。 这些知识点详细解释了增量式旋转编码器的原理、结构和应用价值。