傳感器與檢測(cè)技術(shù)---第9章數(shù)字式傳感器(編輯修改稿)
2024-11-15 10:44 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 如圖 1153所示是一個(gè) 6位二進(jìn)制碼盤 。 最內(nèi)圈碼盤一半透光 , 一半不透光 , 最外圈一共分成 26=64個(gè)黑白間隔 。 當(dāng)光源將光投射在碼盤上時(shí) , 轉(zhuǎn)動(dòng)碼盤 , 通過(guò)亮區(qū)的光線經(jīng)狹縫后 , 由光敏元件所接收 。 光敏元件的排列與碼道一一對(duì)應(yīng) , 對(duì)應(yīng)于亮區(qū)和暗區(qū)的光敏元件輸出的信號(hào) , 前者為 “ 1”, 后者為 “ 0”。 當(dāng)碼盤旋至不同位置時(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 ） 。 第 23個(gè)方位對(duì)應(yīng)于 010111。 這樣在測(cè)量時(shí) , 只要根據(jù)碼盤的起始和終止位置 , 就可以確定角位移 , 而與轉(zhuǎn)動(dòng)的中間過(guò)程無(wú)關(guān) 。 第 9章 數(shù)字式傳感器 一個(gè) n位二進(jìn)制碼盤的最小分辨率 , 即能分辨的角度為α=360176。 /2n。 若 n=6, 則 α≈176。 ， 如要達(dá)到 1秒左右的分辨率 , 至少采用 20位的碼盤 。 對(duì)于一個(gè)刻劃直徑為 400mm的20位碼盤 , 其外圈分劃間隔不到 。 可見碼盤的制作不是一件易事 。 采用二進(jìn)制編碼器時(shí) , 任何微小的制作誤差 , 都可能造成讀數(shù)的粗誤差 。 主要是二進(jìn)制碼當(dāng)某一較高的數(shù)碼改變時(shí) , 所有比它低的各位數(shù)碼需同時(shí)改變 。 如果由于刻劃誤差等原因 , 某一較高位提前或延后改變 , 就會(huì)造成粗誤差 。 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 。 圖 98所示 是一個(gè) 6位的循環(huán)碼碼盤 。 對(duì)于 n位循環(huán)碼碼盤 , 與二進(jìn)制碼一樣 , 具有 2n種不同編碼 , 最小分辨率 α=360176。 /2n。下表給出了四位二進(jìn)制碼與循環(huán)碼的對(duì)照表 。 從表中看出 , 循環(huán)碼是一種無(wú)權(quán)碼 , 從任何數(shù)變到相鄰數(shù)時(shí) , 僅有一位編碼發(fā)生變化 。 如果任一碼道刻劃有誤差 , 只要誤差不太大 , 只可能有一個(gè)碼道出現(xiàn)讀數(shù)誤差 , 產(chǎn)生的誤差最多等于最低位的一個(gè)比特 。 所以只要適當(dāng)限制各碼道的制造誤差和安裝誤差 , 不會(huì)產(chǎn)生粗誤差 。 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 十進(jìn)制數(shù) 二進(jìn)制碼 循環(huán)碼 十進(jìn)制數(shù) 二進(jìn)制碼 循環(huán)碼 0 1 2 3 4 5 6 7 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 8 9 10 11 12 13 14 15 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000 表 91 四位二進(jìn)制碼與循環(huán)碼對(duì)照表 第 9章 數(shù)字式傳感器 循環(huán)碼是一種無(wú)權(quán)碼 , 這給譯碼造成一定困難 。 通常先將它轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼然后再譯碼 。 按表 9 1 所列 , 可以找到循環(huán)碼和二進(jìn)制碼之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系為 : Rn=Cn Ri=Ci⊕ Ci+1 （ 9 5） 或 Ci=Ri⊕ Ci+1 式中： R——表示循環(huán)碼； C——表示二進(jìn)制碼 。 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 , 這種轉(zhuǎn)換器所用元件比較多 。 如采用存貯器芯片可直接把循環(huán)碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼 。 大多數(shù)編碼器都是單盤的 , 全部碼道則在一個(gè)圓盤上 , 但如要求有很高的分辨率時(shí) , 碼盤制作困難 , 圓盤直徑增大 , 而且精度也難以達(dá)到 。 這時(shí)可采用雙盤編碼器 , 它的特點(diǎn)是由兩個(gè)
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