传感器与检测技术项目教程模块十、数字式位移检测（上）.ppt

5．绝对式角编码器的RS485接线 图10-4 绝对式角编码器与用户端的RS485通信电路 接线 DC12 ~24V 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 颜色 正:白 地:黑 棕色 红色 橙色 黄色 蓝色 紫色 灰色 白夹 棕色 白夹 红色 白夹 橙色 表10-4 10码道角编码器的接线颜色 屏蔽线的屏蔽层接到设备的外壳 二、增量式角编码器 1．增量式光电角编码器的结构 图10-5 增量式光电角编码器结构示意图(放大图见下页) a）外形 b）内部结构 c）扫描孔板与码盘、光电接收器之间的对应关系 1－转轴 2－发光二极管 3－扫描孔板（光栏板） 4－零位标志光槽（Z） 5－零位光敏元件 6－码盘 7－电源及信号线连接座 8－聚光透镜 图10-5 增量式光电角编码器结构示意图 增量式光电角编码器的结构（续） b）内部结构 1－转轴 2－发光二极管 3－扫描孔板（光栏板） 4－零位标志光槽（Z） 5－零位光敏元件 6－码盘 7－电源及信号线连接座 8－聚光透镜 增量式编码器结构 转轴 盘码及狭缝 光敏元件 光栏板及辨向用的A、B狭缝 LED A B C 零位标志 A B C 增量式光电角编码器的结构（续） 增量式光电角编码器的结构（续） 图10-5 c）内部结构 1－转轴 2－发光二极管 3－扫描孔板（光栏板） 4－零位标志光槽（Z）5－零位光敏元件 6－码盘 7－电源及信号线连接座 8－聚光透镜 绝对式光电码盘与增量式码盘的区别 绝对式光电码盘（12码道） 增量式光电码盘（1024位） 高位 低位 ? 分辨力?＝360?/条纹数 例：条纹数＝1024 ?＝360?/1024 ＝0.352? 增量式光电编码器的分辨力与分辨率 1－转轴 2－LED 3－光栏板 4－零标志 5－光敏元件 6－码盘 7－印制电路板 8－电源及信号线连接座 ? ? 一个脉冲对应一个分辨角? 增量式编码器（INC）（ 续） 辨向原理 光敏元件所产生的信号A、B彼此相差90?相位。当码盘正转时，A信号超前B信号90?；当码盘反转时，B信号超前A信号90?。 LED 光栏板及 A、B狭缝 cos sin C：零位检测 光电编码器的两个“辨向元件” 光栏板上的两个狭缝距离是码盘上的两个狭缝距离W的(m +1/4)倍,m 为正整数,并设置了两组光敏元件A、B,有时又称为cos 、 sin元件。 W (m +1/4)W A相位超前B :90° （1/4周期） 例:W=1mm,cos与sin元件的距离可以是6.25或8.25mm等 两路光电信号判断旋转方向 A超前于B，判断为正向旋转， A也称为cos信号； B也称为sin信号。 A滞后于B，判断为反向旋转 辨向信号和零标志 光电编码器的光栏板上有A与B两组狭缝，彼此错开1/4节距，两组狭缝相对应的光敏元件所产生的信号A、 B彼此相差90?相位，用于辩向（辨别旋转方向）。当码盘正转时，A信号超前B信号90?；当码盘反转时，B信号超前A信号90?。 (请画出反转时信号B的波形） 在码盘里圈，还有一根狭缝C，每转能产生一个脉冲，该脉冲信号又称“一转信号”或零标志脉冲，作为测量的起始基准。 零标志（一转脉冲）波形及作用 一转（360?） C C 在码盘里圈，有一条狭缝C，码盘每转一圈，产生一个脉冲。该脉冲信号又称“一转信号”或零标志脉冲，作为测量的起始基准（0?） 。 A B C 90° 2．增量式光电角编码器的分辨力与分辨率 增量式光电角编码器的测量准确度与码盘圆周上的狭缝条纹数（分度数）M有关，最小分辨的角度α： α=360o/M （10-3） 分辨率=1/M （10-4） 例10-4 某增量式角编码器的技术指标为 1024个脉冲/r（即分度数M＝1024P/r）， 求：分辨力α。 解 按题意，码盘边缘的透光槽数为1024个，则能分辨的最小角度为 α=360o/M=360o/1024=0.352° 判断码盘旋转方向的方法 为了判断码盘旋转的方向，必须在增量式角编码器的光栏板上设置两个狭缝，并设置两组对应的光敏元件，如图10-5b、c中的A、B光敏元件，有时也称为cos、sin元件。 图10-6 绝对式角编码器的输出信号(放大图见后页) a）TTL电平信号 b）正弦波信号 图10-7 绝对式角编码器的差分输出电路 * * 图10-6 绝对式角编码器的输出信号 a）TTL电平信号 b）正弦波信号 间接测量 在间