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脈沖編碼器的工作原理


        脈沖編碼器是一種光學式位置檢測元件,編碼盤直接裝在電機的旋轉軸上,以測出軸的旋轉角度位置和速度變化,其輸出信號為電脈沖。是一種常用的角位移傳感器。同時也可作速度檢測裝置。

        脈沖編碼器的優點是無摩擦和磨損,驅動力矩小,響應速度快。脈沖編碼器的缺點是抗污染能力差,容易損壞。

        脈沖編碼器的分類與結構

        脈沖編碼器分為光電式、接觸式和電磁感應式三種。光電式的精度與可靠性都優于其他兩種,因此數控機床上只使用光電式脈沖編碼器。

       脈沖編碼器的結構:在一個圓盤的圓周上刻有等間距線紋,分為透明和不透明的部分,稱為圓光柵。圓光柵與工作軸一起旋轉。與圓光柵相對,平行放置一個固定的扇形薄片,稱為指示光柵,上面制有相差1/4節距的兩個狹縫(辨向狹縫)。此外,還有一個零位狹縫(每轉發出一個脈沖)。脈沖發生器通過十字連接頭或鍵與伺服電動機相連。  

       脈沖編碼器的工作原理  

       當圓光柵與工作軸一起轉動時,光線透過兩個光柵的線紋部分,形成明暗相間的條紋。光電元件接受這些明暗相間的光信號,并轉換為交替變換的電信號。該電信號為兩組近似于正弦波的電流信號A和B,如圖4-17所示。A和B信號相位相差90°,經放大和整形變成方形波。通過兩個光柵的信號,還有一個“每轉脈沖”,稱為Z相脈沖,該脈沖也是通過上述處理得來的。Z脈沖用來產生機床的基準點。后來的脈沖被送到計數器,根據脈沖的數目和頻率可測出工作軸的轉角及轉速。其分辨率取決于圓光柵的圈數和測量線路的細分倍數。  

        脈沖編碼器的應用  

        脈沖編碼器在數控機床上用作位置檢測裝置,將檢測信號反饋給數控系統。其反饋給數控系統有兩種方式:一是適應帶加減計數要求的可逆計數器,形成加計數脈沖和減計數脈沖;二是適應有計數控制和計數要求的計數器,形成方向控制信號和計數脈沖。


   
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