傳感器與檢測技術(shù)---第9章數(shù)字式傳感器-wenkub
2022-11-03 10:44:27 本頁面
【正文】 位移量的測量 , 除了確定大小之外 , 還應(yīng)確定其方向 。 Um— 為輸出信號中正弦交流分量的幅值 。 第 9章 數(shù)字式傳感器 由莫爾條紋的形成可知 ， 兩條亮線之間光強是一個漸變的過程 。 三 、 光柵傳感器的組成 光柵傳感器由光源 、 透鏡 、 光柵副 （ 標(biāo)尺光柵和指示光柵 ） 、 光電接收元件和光柵數(shù)顯表組成 。 這相當(dāng)于把柵距放大了1/θ倍 , 提高了測量的靈敏度 。 這樣就可以看到在與光柵線紋大致垂直的方向上 , 出現(xiàn)亮暗相間的條紋 , 這些條紋稱為 “ 莫爾條紋 ” 。 第 9章 數(shù)字式傳感器 一 ． 光柵的結(jié)構(gòu) 光柵是一種在鍍膜玻璃上刻有許多明暗相間 、 等間距分布的細(xì)小條紋 （ 即柵線 ） 的光學(xué)元件 。第 9章 數(shù)字式傳感器 第 9章 數(shù)字式傳感器 光柵傳感器 數(shù)字編碼器 感應(yīng)同步器 返回主目錄 第 9章 數(shù)字式傳感器 第 9章 數(shù)字式傳感器 數(shù)字式傳感器是能夠?qū)⒎请娏哭D(zhuǎn)換成數(shù)字量的一類傳感器， 它的特點是測量精度高，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強，便于與計算機通信，測量信號適宜遠(yuǎn)距離傳輸?shù)取?如下圖所示： 光柵傳感器 圖中 a 為柵線的寬度， b 為柵線間距， a+b=W 稱為光柵的柵距（光柵常數(shù)） 通常 a=b=W/2。 其中 兩條亮條紋 （ 或兩條暗條紋 ） 之間的距離稱為莫爾條紋寬度 （ 或莫爾條紋間距 ） ， 記作 BH。 （ 2） 莫爾條紋的移動方向 如光柵 1向右移動 ， 則莫爾條紋向下移動 。 如圖 9–3(c)為透射光柵示意圖 。 若用光電元件接收莫爾條紋移動時光強的變化 , 則將光信號轉(zhuǎn)換為電信號后 , 輸出電壓可用光柵位移量 x的正弦函數(shù)表示 , 如下圖 9 4所示 。 )22s i n ( W xUUu moo ?? ??? （ 9 2） 第 9章 數(shù)字式傳感器 圖 9 4 光柵位移與光強、輸出電壓的關(guān)系 第 9章 數(shù)字式傳感器 當(dāng)光柵位移一個柵距 W, 波形就變化一周 , 這時相應(yīng)條紋移動一個條紋寬度 BH。 第 9章 數(shù)字式傳感器 其方法是在相隔 1/4條紋間距的位置上放置兩個光電元件 , 得到兩個相位差 π/2的電信號 u1和 u2， 經(jīng)過整形后得兩個方波信號 u1ˊ和 u2ˊ。 這樣就可以根據(jù)運動方向正確的給出加計數(shù)脈沖或減計數(shù)脈沖 , 再將其輸入可逆計數(shù)器 ，就可實時顯示出相對于某個參考點的位移量 。 由于細(xì)分后計數(shù)脈沖頻率提高了 n倍 , 因此也稱之為 n倍頻 。 若將這兩個信號反相就可以得到四個依此相差 π/2的信號 , 從而可以在移動一個柵距的周期內(nèi)得到四個計數(shù)脈沖 , 實現(xiàn)四倍頻細(xì)分 。 編碼器 增量式編碼器 (脈沖盤式編碼器 ) 絕對式編碼器 (碼盤式編碼器 ) 電磁式編碼器 接觸式編碼器 光電式編碼器 下面主要介紹光電式編碼器 非接觸式編碼器 第 9章 數(shù)字式傳感器 二 ． 光電式編碼器 光電式編碼器的結(jié)構(gòu) 光電式編碼器主要由安裝在旋轉(zhuǎn)軸上的編碼圓盤（ 碼盤 ） 、 狹縫以及安裝在圓盤兩邊的光源和光敏元件等組成 。 第 9章 數(shù)字式傳感器 光電式變碼器的工作原理 如圖 1153所示是一個 6位二進(jìn)制碼盤 。 當(dāng)碼盤旋至不同位置時 , 光敏元件輸出信號的組合是不同的 , 例如零位對應(yīng)于 000000（ 全黑 ） 。 /2n。 可見碼盤的制作不是一件易事 。 第 9章 數(shù)字式傳感器 為了清除粗誤差 , 可用循環(huán)碼代替二進(jìn)制碼 。下表給出了四位二進(jìn)制碼與循環(huán)碼的對照表 。 由于這一原因使得循環(huán)碼碼盤獲得了廣泛的應(yīng)用 。 第 9章 數(shù)字式傳感器 根據(jù)上式用與非門構(gòu)成循環(huán)碼 ——二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換器
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