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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,销售角度编码器公司,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,供应角度编码器报价,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),国产角度编码器报价,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,角度编码器,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,所以不要被它的“17位”迷惑了。
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增量型编码器结构材料
增量型编码器由一个中心有轴的光电码盘,其上有环形通、暗的刻线,有光电发射和件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差(相对于一个周波为360度),将C、D信号反向,叠加在A、B两相上,可增强稳定信号;另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。由于A、B两相相差90度,可通过比较A相在前还是B相在前,以判别编码器的正转和反转,通过零位脉冲,可获得编码器的零位参考位。
有些公司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。
分辨率―编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率,也称解析分度、或直接称多少线,一般在每转分度5~10000线。
品质介绍
1 光栅线数也叫分辨率(外形尺寸越大可以做的分辨率越大)
常用100PPR,500PPR,1000PPR,
1024PPR,2000PPR,2500PPR
2 输出方式
集电极开路输出(通用型)
互补输出
电压输出
长线驱动输出
UVW输出(多用于伺服电机)
3 工作电压:常规有以下几种
5V/12V/24V/5-26V(通用型)/5-30V
4 防护性能:
常规为防油、防尘、抗震型
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一、增量型编码器(旋转型)
1、工作原理:
光学编码器由一个中心有轴的光电码盘,其上有环形通、暗的刻线,当圆盘旋转一个节距时,在发光元件照射下,光敏元件得到上图 ( 所示的光电波形输出,A,B信号为具有90度相位差的正弦波,这组信号经放大器放大与,得到上图) 的输出方波,A相比B相导前90度,其电压幅值一般为5V。设A相导前B相时为正方向旋转,则B相导前A相时即为负方向旋转,利用A相与B相的相位关系可以判别编码器的的正转与反转,C相产生的脉冲为基准脉冲,又称零点脉冲,它是轴旋转一周在固定位置上产生一个脉冲,可获得编码器的零位参考位。AB相脉冲信号经频率—电压变换后,得到与转轴转速成比例的电压信号,便可测得速度值及位移量。
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