检测技术角度检测.ppt

为了消除这种粗大误差，可以按循环码编码方式刻划码道，这种码盘称循环码码盘；二进制码盘之所以会产生粗大误差。是因为二进制编码本身存在缺陷。而用循环码表达十进制数，十进制数改变1时，对应的循环码只有一位代码改变。 1、圆光栅传感器 三、角度及角位移传感器 工作原理：莫尔条纹+计数 （1）径向光栅的圆弧形莫尔条纹 光栅：两块圆光栅，径向刻线，栅距角相 同，偏心叠合 条纹： 横向莫尔条纹:在位于偏心的垂直位置上，条纹近似垂直于栅线。纵向莫尔条纹:在沿着偏心方向上，条纹近似平行于栅线。 斜向莫尔条纹:其他位置上 径向光栅的圆弧形莫尔条纹 径向刻线， 栅距角相同，偏心叠合 （2）切向光栅的环形莫尔条纹 光栅：两块圆光栅，切向刻线，栅距角相同，基圆半径不同，栅线面相对同心叠合。 条纹:以光栅中心为圆心的同心圆簇,宽度也不是定值，位置不同而不同 切向光栅的环形莫尔条纹 切向刻线，栅距角相同，基圆半径不同，同心叠合。 （3）环形光栅的辐射形莫尔条纹 光栅：两块完全相同的圆光栅，环形刻线，偏心叠合。 条纹:近似直线并呈辐射方向，称为辐射形莫尔条纹 特点：条纹数目和条纹位置只与两光栅叠合时的偏心量大小和圆心连线方向有关。偏心量每变化一个栅距，在一个象限内莫尔条纹数目增加一条，而任意一个光栅旋转，条纹数目和位置不变 应用：测量主轴偏移、晃动 环形光栅的辐射形莫尔条纹 环形刻线 偏心叠合 旋转式编码器也称码盘，分为绝对式和增量式两种。 绝对式旋转绝对编码器把位置信息直接转换成数字信号，抗干扰能力强，信号处理简单。 2、旋转式编码器 特点：高精度、高分辨力、可靠性好 1 --- 光源；2 --- 柱面镜；3 --- 码盘；4 --- 狭缝；5 --- 元件 原理：平行光源→码盘→ 光电元件→电信号输出 原理： 用光电方法将被测角位移转化成数字电信号 (1)光电式绝对编码器 组成：码盘：光学玻璃，透光/不透光区域，一组同心圆环 （同心码道）→ 照相腐蚀 光源：可采用钨丝灯泡和发光二极管，后者与前者相比，具有体积小、响应速度快、使用寿命长的特点．形成平行光 光电元件：接受光信号，电信号，每个码道对应一个 光电元件 硅光电池，光电晶体管 光电式码盘是在透明材料的圆盘上精确地印制上二进制编码。图中所示为四位二进制码盘，码盘上各圆环分别代表一位二进制的数字码道，在同一个码道上印制黑（图中表示为红色）白等间隔图案，形成一套编码。黑色不透光区和白色透光区分别代表二进制的“0”和“1”。在一个四位光电码盘上，有四圈数字码道，在圆周范围内可编数码数为24=16个。 编码盘是把被测转角直接转换成相应代码的检测元件 工作原理：码盘的一侧放置电源，另一侧放置光电接受装置，每个数位都对应有一个光电管及放大、整形电路。码盘转到不同位置，光电元件接受光信号，并转成相应的电信号，经放大整形后，成为相应数码电信号。 但由于光电管安装误差的影响，当码盘回转在两码段交替过程中，就会有一些光电管越过分界线，而另一些尚未越过，于是产生读数误差。 例如，当码盘顺时针方向旋转，由位置“0111”变为“1000”时，这四位数要同时都变化，可能将数码误读成16种代码中的任意一种（这取决于光电管位置的偏离情况），如读成1111、1011、1101、…、0001等，产生无法估计的数值误差，这种误差称为非单值性误差。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 十进制码 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 A B C D E F G H I J K L M N O p 0.0 22.5 45.0 67.5 90.0 112.5 135.0 157.5 180.0 202.5 225.0 247.5 270.0 292.5 315.0 337.5 格雷码 二进制码 位置 角度 4位光电编码器码制