傳感器與檢測(cè)技術(shù)---第9章數(shù)字式傳感器-wenkub
2022-11-03 10:44:27 本頁(yè)面
【正文】 位移量的測(cè)量 , 除了確定大小之外 , 還應(yīng)確定其方向 。 Um— 為輸出信號(hào)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(xiàn)之間光強(qiáng)是一個(gè)漸變的過(guò)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(cè)量的靈敏度 。 這樣就可以看到在與光柵線(xiàn)紋大致垂直的方向上 , 出現(xiàn)亮暗相間的條紋 , 這些條紋稱(chēng)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(xiàn) ） 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(lèi)傳感器， 它的特點(diǎn)是測(cè)量精度高，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)，便于與計(jì)算機(jī)通信，測(cè)量信號(hào)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(xiàn)的寬度， b 為柵線(xiàn)間距， a+b=W 稱(chēng)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(chēng)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(dòng)方向 如光柵 1向右移動(dòng) ， 則莫爾條紋向下移動(dòng) 。 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(dòng)時(shí)光強(qiáng)的變化 , 則將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)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(qiáng)、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(gè)柵距 W, 波形就變化一周 , 這時(shí)相應(yīng)條紋移動(dòng)一個(gè)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(gè)光電元件 , 得到兩個(gè)相位差 π/2的電信號(hào) u1和 u2， 經(jīng)過(guò)整形后得兩個(gè)方波信號(hào) u1ˊ和 u2ˊ。 這樣就可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)方向正確的給出加計(jì)數(shù)脈沖或減計(jì)數(shù)脈沖 , 再將其輸入可逆計(jì)數(shù)器 ，就可實(shí)時(shí)顯示出相對(duì)于某個(gè)參考點(diǎn)的位移量 。 由于細(xì)分后計(jì)數(shù)脈沖頻率提高了 n倍 , 因此也稱(chēng)之為 n倍頻 。 若將這兩個(gè)信號(hào)反相就可以得到四個(gè)依此相差 π/2的信號(hào) , 從而可以在移動(dòng)一個(gè)柵距的周期內(nèi)得到四個(gè)計(jì)數(shù)脈沖 , 實(shí)現(xiàn)四倍頻細(xì)分 。 編碼器 增量式編碼器 (脈沖盤(pán)式編碼器 ) 絕對(duì)式編碼器 (碼盤(pán)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(pán)（ 碼盤(pán) ） 、 狹縫以及安裝在圓盤(pán)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(gè) 6位二進(jìn)制碼盤(pán) 。 當(dāng)碼盤(pán)旋至不同位置時(shí) , 光敏元件輸出信號(hào)的組合是不同的 , 例如零位對(duì)應(yīng)于 000000（ 全黑 ） 。 /2n。 可見(jiàn)碼盤(pán)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(duì)照表 。 由于這一原因使得循環(huán)碼碼盤(pán)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(mén)構(gòu)成循環(huán)碼 ——二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換器
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