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增量编码器的分辨率,倍频与细分技术

增量编码器码盘是由很多光栅刻线组成的,有两个(或4个,以后讨论4个光眼的)光眼读取A/B信号的,刻线的密度决定了这个增量型编码器的分辨率,也就是可以分辨读取的小变化角度值。代表增量编码器的分辨率的参数是PPR,也就是每转脉冲数,例如每圈刻线360线,A/B每圈各输出360个脉冲,分辨率参数就是360PPR。那么这个编码器可分辨的小角度变化量是多少度呢?就是1度吗?

增量编码器的A/B输出的波形一般有两种,一种是有陡直上升沿和陡直下降沿的方波信号,一种是缓慢上升与下降,波形类似正弦曲线的Sin/Cos曲线波形信号输出,A与B相差1/4T周期90度相位,如果A是类正弦Sin曲线,那B就是类余弦Cos曲线。

对于方波信号,A/B两相相差90度相(1/4T),这样,在0度相位角,90度,180度,270度相位角,这四个位置有上升沿和下降沿,这样,实际上在1/4T方波周期就可以有角度变化的判断,这样1/4的T周期就是小测量步距,通过电路对于这些上升沿与下降沿的判断,可以4倍于PPR读取角度的变化,这就是方波的四倍频。这种判断,也可以用逻辑来做,0代表低,1代表高,角度编码器资料,A/B两相在一个周期内变化是00,01,11,10。这种判断不仅可以4倍频,还可以判断旋转方向。(即:二倍频信号是通过A相和B相的“异或”转换获得。四倍频信号是通过A信号和B信号的正跳沿及负跳沿获得。)

那么,方波信号的小分辨角度=360度/(4xPPR)。

前面的问题:一个方波A/B输出360PPR的增量编码器,角度编码器磁铁,小分辨角度=0.25度。











编码器的选型与使用

一、增量式编码器常用技术参数

分辨率与精度:

编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率,或直接称编码器工作时每圈输出的脉冲数,一般在每转分度5~25000线。而精度是指每个读数与标准位置的大误差,两者不是一个概念,精度由码盘刻线、转轴同心度、材料的温度特性、电子读数的即时等各方面因数决定。

编码器码盘的材料:

有玻璃、金属、塑料,玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线,其热稳定性好,精度高,金属码盘直接以通和不通刻线,不易碎,但由于金属有一定的厚度,精度就有限制,其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级,塑料码盘是经济型的,其成本低,但精度、热稳定性、寿命均要差一些。

编码器机械外型:

机械安装尺寸,包括定位止口,轴径,安装孔位;电缆出线方式;安装空间体积;工作环境防护等级是否满足要求。

编码器以转轴类型分,有轴型和轴套型,轴套型又有半空型、全空型、大轴径型;以外形特征和安装法兰分,角度编码器,有同步法兰,夹紧法兰,角度编码器厂家,紧凑型。





UVW信号增量型编码器:除了上述通用编码器外,还有一些是与其它的电气输出信号集成在一起的增量型编码器。与UVW信号集成的增量型编码器就是实例,它通常应用于交流伺服电机的反馈。这些磁极信号一般出现在交流伺服电机(或无刷电机)中,UVW信号一般是通过模拟磁性原件的功能而设计产生的,并以三个方波的形式出现,它们彼此偏移120°。为了便于电机启动,控制电动机用的启动器需要这些正确的信号。这些UVW磁极脉冲可在机械轴旋转中重复许多次,因为它们直接取决于所连接的电机磁极数,并且用于4、6或更多极电机的UVW信号。





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