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光电编码器辨向电路资料

光电编码器

速度位置的数据在电机控制中起着非常重要的作用,其检测到的精确性能够直接影响电机控制的精度。速度的测量方法有多种,如感应式转速传感器、测速发电机、光电式转速传感器、霍尔转速传感器以及旋转变压器式转速传感器等。但目前调速系统速度以及位置反馈控制中应用较多的为光电编码器。

光电编码器是一种高精度的数字化检测仪器,是现代伺服系统广泛应用的角位移或者角速度的测量装置,它可以通过光电原理,将一个机械装置的角度或者位移量转化为电信号(数据串或者脉冲信号)。光电编码器可分为绝对式和增量式两种,其中,绝对式光电编码器具有输出信号与旋转信号对应的特点,但是精度欠缺,成本高;增量式光电编码器输出信号为脉冲信号,脉冲个数和相对旋转位移相关,与旋转的绝对位置无关,成本相对于绝对式更低,并且精度高、体积小、响应快、性能稳定等特点。如果预先设置一个基准位置,则可以利用增量式编码器完成绝对式编码器的功能,即也可以测出旋转的绝对位置。

实现绝对式编码器的功能,也即可以测出旋转的绝对位置。增量式光电编码器在高分辨率、大量程角速率、位移的测量中,它更具有优势。因而,在这个手指康复机器人系统中采用增量式光电编码器。

增量式光电编码器主要是由机械系统、数据扫描系统和电气系统三个部分组成。其中机械系统主要负责外壳和转动的支撑作用。电气系统的作用主要是保护、放大、抗干扰以及数据传输等等。

增量式光电脉冲编码器由光源、聚光镜、挡光板、码盘、检测光栅、光电检测器件和转换电路组成。

光电编码器辨向电路资料

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在光电码盘上刻度盘上均匀分布一定数量的光栅,光挡板(检测光栅)上刻有A、B相两组与光电码盘上光栅相对应的透光缝隙。增量式光电脉冲编码器工作时,光电码盘随着工作轴旋转,但是光挡板(检测光栅)保持不动。有光同时透过光电码盘和检测光栅时,电路中产生逻辑“1”信号,没有透光时产生逻辑“0”信号,从而产生了A、B两相的脉冲信号。由于检测光栅上的A、B相两个透光缝隙的节距与光电码盘上光栅的节距是一致的,并且这两组透光缝隙错开四分之一的节距,从而使得最终信号处理输出的信号存在90°的相位差。在大多数情况下,如若直接由编码器的光电检测器件获取信号,信号的电平较低,波形也不规则,不能适应于信号处理、控制和远距离传输的要求。所以,在编码器内还必须将此信号放大、整形。经过处理的输出信号近似于正弦波或者矩形波。由于矩形波输出信号易于进行数字处理,所以矩形信号输出在定位控制中得到广泛的应用。

正因为增量式光电编码器输出A、B 两相互差90°电度角的脉冲信号(即所谓的两组正交输出信号),从而可方便地判断出旋转方向。