严格地讲,方波高只能做4倍频,虽然有人用时差法可以分的更细,但那基本不是增量编码器推荐的,更高的分频要用增量脉冲信号是SIN/COS类正余弦的信号来做,后续电路可通过读取波形相位的变化,用模数转换电路来细分,5倍、10倍、20倍,甚至100倍以上,分好后再以方波波形输出(PPR)。分频的倍数实际是有限制的,首先,模数转换有时间响应问题,模数转换的速度与分辨的度是一对矛盾,不可能细分,分的过细,响应与度就有问题;其次,原编码器的刻线精度,输出的类正余弦信号本身一致性、波形度是有限的,分的过细,只会把原来码盘的误差暴露得更明显,而带来误差。细分做起来容易,但要做好却很难,其一方面取决于原始码盘的刻线精度与输出波形度,另一方面取决于细分电路的响应速度与分辨度。例如,德国的工业编码器,推荐的佳细分是20倍,更高的细分是其推荐的精度更高的角度编码器,但旋转的速度是很低的。
一个增量编码器细分后输出A/B/Z方波的,还可以再次4倍频,但是请注意,细分对于编码器的旋转速度是有要求的,一般都较低。另外,如原始码盘的刻线精度不高、波形不,或细分电路本身的限制,细分也许会波形严重失真,大小步,丢步等,选用及使用时需注意。
前面的问题:一个正余弦A/B输出360PPR的增量编码器,小分辨角度可能是0.01度(如果25倍分频,且原始码盘精度有保证)。
有些增量编码器,其原始刻线可以是2048线(2的11次方,11位),通过16倍(4位)细分,得到15位PPR,再次4倍频(2位),得到了17位(Bit)的分辨率,这就是有些日系编码器的17位高位数编码器的得来了,它一般就用“位,Bit”来表达分辨率了。这种日系的编码器在较快速度时,内部仍然要用未细分的低位信号来处理输出的,要不然响应就跟不上了,编码器 测角度,所以不要被它的“17位”迷惑了。
编码器增量信号A,B,Z,R,C,D,U,V,W
大部分的接收设备只接收AB信号,而没有接收Z信号的口,很多人不熟悉这个Z怎么用。Z信号是增量编码器上除了A,角度编码器资料,B信号以外,另外的一个信号,每转就一个,脉冲宽度相当于AB相信号的脉冲宽度,(各厂家有不同的)有规定其上升沿对齐A相一个脉冲周期的哪个位置。这样,Z信号在一个转圈内位置是“”的零位,通过读取Z信号,可以在一个转圈内修正增量信号因丢脉冲而产生的计数误差,角度编码器磁铁,如果是很多圈工作,可以在每圈作为参考信号修正。
这种方法在光栅尺与角度编码器中更加重要,在光栅尺和角度编码器上,角度编码器,这种信号叫参考信号“R”(有的为I),光栅尺有每隔一段位置一个R信号,而角度编码器是每隔几十度一个R信号(如20度),每隔一段距离(角度)的位置就可以修正参考。
除了Z信号与R信号,还有C,D信号,(欧系)有的增量编码器提供了CD信号,这种信号是每转输出一个周期的SinCos正余弦信号,这是单圈的位置模拟量相位输出,因其位置,不受停电影响,可以判别交流伺服电机启动时的磁极位置,或通过电路作为单圈值编码器使用,与增量的AB信号配合,称为混合式编码器,如德国海德汉的就有这种编码器,目前在国内电梯上用的多了。
系的增量编码器用于交流电机启动时磁极位置判断的,是用了另外一种方法,就是U,V,W信号,每个信号位置相差120度,一圈一个(或两个)方波脉冲周期,这种信号尽管分辨率低,但也是“”的,不受停电影响,其有时也称为“混合式值”,这种混合式接收电路要比欧系的简单,但显然其的分辨率和作用要远比欧系的差了。
型编码器(旋转型)
工作原理:
编码器光码盘上有许多道刻线,每道刻线依次以2线、4线、8线、16线……编排,这样,在编码器的每一个位置,通过读取每道刻线的通、暗,获得一组从2的零次方到2的n-1次方的的2进制编码(格雷码),这就称为n位式编码器。这样的编码器是由码盘的机械位置决定的,它不受停电、干扰的影响。
编码器由机械位置决定的每个位置的性,它无需掉电记忆,无需找参考点,而且不用一直计数,什么时候需要知道位置,什么时候就去读取它的位置。这样,编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。
由于式编码器在定位方面明显地优于增量式编码器,已经越来越多地应用于各种工业系统中的角度、长度测量和定位控制中。但因其高精度,输出位数较多,如仍用并行输出,其每一位输出信号必须确保连接很好,对于较复杂工况还要隔离,连接电缆芯数多,由此带来诸多不便和降低可靠性,因此,式编码器在多位数输出型,一般均选用串行输出或总线型输出。
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