【正文】 脈沖比較器中進行比較，結果輸出也為零。因伺服電機的速 度給定為零，工作臺依然不動。隨著指令脈沖的輸出，指令脈沖 不為零，在工作臺尚未移動之前，反饋脈沖仍為零，比較器輸出 指令信號與反饋信號的差值，經放大后，驅動電機帶動工作臺移 動。電機運轉后，光電脈沖編碼器將輸出反饋脈沖送入比較器， 與指令脈沖進行比較，如果偏差不為零，工作臺繼續(xù)移動，不斷 反饋，直到偏差為零，即反饋脈沖數等于指令脈沖數時，工作臺 停在指令規(guī)定的位置上。 第二節(jié) 光電編碼器 差 分 整形 放大 Y1 微 分 差 分 整形 放大 Y21 微 分 減計數 加計數 AAB1B 1A?1A1A 1A?a b c d e 圖 63 辨向環(huán)節(jié)框圖和波形圖 第二節(jié) 光電編碼器 圖 63 辨向環(huán)節(jié)框圖和波形圖 1A1B1A1A?1A?1Y1B?2Y1?A 第二節(jié) 光電編碼器 放大環(huán)節(jié) 指令信號 比較器 伺服電機 反饋信號 工作臺 圖 64 數字比較伺服系統(tǒng) 第二節(jié) 光電編碼器 二、絕對式編碼器 絕對式編碼器是一種旋轉式檢測裝置，可直接把被測轉角用數字代碼表示出來，且每一個角度位置均有其對應的測量代碼，它能表示絕對位置，沒有累積誤差，電源切除后，位置信息不丟失，仍能讀出轉動角度。絕對式編碼器有光電式、接觸式和電磁式三種，以接觸式四位絕對編碼器為例來說明其工作原理。 第二節(jié) 光電編碼器 圖 65 四位二進制編碼盤 a) b) 第二節(jié) 光電編碼器 如圖 65a所示為二進制碼盤。它在一個不導電基體上 作成許多金屬區(qū)使其導電，其中有剖面線部分為導電區(qū)，用“ 1”表 示；其它部分為絕緣區(qū)，用“ 0”表示。每一徑向，由若干同心圓組成 的圖案代表了某一絕對計數值，通常，我們把組成編碼的各圈稱為 碼道，碼盤最里圈是公用的，它和各碼道所有導電部分連在一起， 經電刷和電阻接電源負極。在接觸式碼盤的每個碼道上都裝有電刷， 電刷經電阻接到電源正極（圖 65b）。 當檢測對象帶動碼盤一起轉 動時，電刷和碼盤的相對位置發(fā)生變化，與電刷串聯的電阻將會出 現有電流通過或沒有電流通過兩種情況。若回路中的電阻上有電流 通過，為“ 1”；反之，電刷接觸的是絕緣區(qū)，電阻上無電流通過，為 “ 0”。如果碼盤順時針轉動，就可依次得到按規(guī)定編碼的數字信號輸 出，圖示為 4位二進制碼盤，根據電刷位置得到由“ 1”和“ 0”組成的二 進制碼，輸出為 0000、 000 0010……1111 。 第二節(jié) 光電編碼器 由 圖 65可以看出，碼道的圈數就是二進制的位數，且高位在內，低位在外。其分辨角 θ＝ 360o/24=， 若是 n位二進制碼盤，就有 n圈碼道，分辨角 θ＝ 360o/2n， 碼盤位數越大，所能分辨的角度越小，測量精度越高。若要提高分辨力，就必須增多碼道，即二進制位數增多。目前接觸式碼盤一般可以做到9位二進制，光電式碼盤可以做到 18位二進制。 用二進制代碼做的碼盤，如果電刷安裝不準，會使得個別電刷錯位，而出現很大的數值誤差。如圖 65a， 當電刷由位置 0111向 1000過渡時，可能會出現從 8（ 1000）到 15（ 1111）之間的讀數誤差，一般稱這種誤差為非單值性誤差。為消除這種誤差，可采用葛萊碼 (格雷碼 )盤。 第二節(jié) 光電編碼器 1000 1111 23 22 21 20 圖 66 a葛萊碼盤 1000 1 3 2 6 7 4 12 13 14 15 10 11 9 0000 5 0 0001 0011 0010 0110 0111 0101 1001 1011 1010 1110 1111 1101 0100 1100 8 b 四位二進制碼盤非單值性誤差 第二節(jié) 光電編碼器 圖 66為葛萊碼盤，其各碼道的數碼不同時改變，任何兩個相鄰數碼間只有一位是變化的，每次只切換一位數，把誤差控制在最小范圍內。二進制碼轉換成葛萊碼的法則是：將二進制碼右移一位并舍去末位的數碼，再與二進制數碼作不進位加法，結果即為葛萊碼。 例如 :二進制碼 1101對應的葛萊碼為 1011，其演算過程如下： 1101 （二進制碼） 1101（不進位相加，舍去末位） 1011 （葛萊碼） 第二節(jié) 光電編碼器 碼盤分辨率與碼道的圈數 n有關，即： 顯然，碼道的數目越多，分辨率也越高（可分辨的角度越?。?。 示例 （ P113例 ） 編碼器在數控機床中的應用 （ 自學 P114） noa2360? 第三節(jié) 光柵 一、光柵的種類 光柵種類較多。 按用途分為物理光柵和計量光柵 ，物理光柵通常用于光譜分析和光波波長測定； 根據光線在光柵中是透射還是反射分為透射光柵和反射光柵 ，透射光柵分辨率較反射光柵高，其檢測精度可達 1μm以上； 從形狀上看，又可分為圓光柵和直線光柵 ，圓光柵用于測量轉角位移，直線光柵用于檢測直線位移。兩者工作原理基本相似。 本節(jié)著重介紹一種應用比較廣泛的透射式直線光柵。 直線光柵通常包括一長和一短兩塊配套使用，其中長的稱為標尺光柵或長光柵，一般固定在機床移動部件上，要求與行程等長。短的為指示光柵或短光柵，裝在機床固定部件上。兩光柵尺是刻有均勻密集線紋的透明玻璃片，線紋密度為 2 50、 100、250條 /mm等。線紋之間距離相等，該間距稱為柵距，測量時它們相互平行放置，并保持 ~。 第三節(jié) 光柵 ? 二、工作原理 當指示光柵上的線紋與標尺光柵上的線紋成一小角度放置時，兩光柵尺上線紋互相交叉。在光源的照射下，交叉點附近的小區(qū)域內黑線重疊，形成黑色條紋，其它部分為明亮條紋，這種明暗相間的條紋稱為莫爾條紋。莫爾條紋與光柵線紋幾乎成垂直方向排列。嚴格地說，是與兩片光柵線紋夾角的平分線相垂直。 莫爾條紋 具有如下 特點 ： 1. 放大作用 用 B（ mm） 表示莫爾 (黑白 )條紋的間距 ， W(mm)表示柵距， (rad)為光柵線紋之間的夾角，如圖 6 7所示則有 莫爾條紋間距 B與 角成反比， 越小， B及放大倍數越大。 ??WWB ??sin?? 第三節(jié) 光柵 B θ W 標尺光柵 圖 67 莫爾條紋 W θ 指示光柵 第三節(jié) 光柵 圖 67 莫爾條紋 B 標尺光柵 第三節(jié) 光柵 第三節(jié) 光柵 2. 均化誤差作用 莫爾條紋是由光柵的大量刻線共同組成，例如，200條 /mm的光柵， 10mm寬的光柵就由 2023條線紋組成，這