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光电编码器的应用

2015-02-13  老姚书馆馆
1.位置测量
      把输出的脉冲f和g分别输入到可逆计数器的正、反计数端进行计数,可检测到输出脉冲的数量,把这个数量乘以脉冲当量(转角/脉冲)就可测出编码盘转过的角度。为了能够得到绝对转角,在起始位置,对可逆计数器清零。
      在进行直线距离测量时,通常把它装到伺服电机轴上,伺服电机又与滚珠丝杠相连,当伺服电机转动时,由滚珠丝杠带动工作台或刀具移动,这时编码器的转角对应直线移动部件的移动量,因此可根据伺服电机和丝杠的传动以及丝杠的导程来计算移动部件的位置。
光电编码器的典型应用产品是轴环式数显表,它是一个将光电编码器与数字电路装在一起的数字式转角测量仪表,其外形如图1所示。它适用于车床、铣床等中小型机床的进给量和位移量的显示。

图1 轴环式数显表外形图
1-数显面板 2-轴环 3-穿轴孔 4-电源线 5-复位机构

2.转速测量
      转速可由编码器发出的脉冲频率(或脉冲周期)来测量。利用脉冲频率测量是在给定的时间内对编码器发出的脉冲计数,然后由下式求出其转速(单位为r/min)

    

     式中t——测速采样时间;
     N1——t时间内测得脉冲个数;
     N——编码器每转脉冲数。 

      编码器每转脉冲数与所用编码器型号有关,数控机床上常用LF型编码器,每转脉冲数有20~5000共36挡,一般采用1024P/r、2000P/r、2500P/r和3000P/r等几挡。
       图2(a)是用脉冲频率法测转速的原理图,在给定t时间内,使门电路选通,编码器输出脉冲允许进入计数器计数,这样可算出t时间内编码器的平均转速。 

图2 光电编码器测速原理简图

利用脉冲周期测量转速,是通过计数编码器一个脉冲间隔内(脉冲周期)标准时钟脉冲个数来计算其转速,转速(单位为r/min)可由下述公式计算

       式中N-编码器每转脉冲数;N2-编码器一个脉冲间隔内标准时钟脉冲输出个数;
       T-标准时钟脉冲周期(单位为s)。
       图2(b)所示为用脉冲周期测量转速原理图,当编码器输出脉冲正半周时选通门电路,标准时钟脉冲通过控制门进入计数器计数,计数器输出N2,即可用上式计算出其转速。

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