傳感器與檢測(cè)技術(shù)---第9章數(shù)字式傳感器-文庫(kù)吧資料
2024-10-25 10:44本頁(yè)面
【正文】 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 。 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 。 通常先將它轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼然后再譯碼 。 由于這一原因使得循環(huán)碼碼盤獲得了廣泛的應(yīng)用 。 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 。下表給出了四位二進(jìn)制碼與循環(huán)碼的對(duì)照表 。 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。 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 。 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 。 可見碼盤的制作不是一件易事 。 ， 如要達(dá)到 1秒左右的分辨率 , 至少采用 20位的碼盤 。 /2n。 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) 。 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 ） 。 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 。 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 。 它的主要部件是碼盤 ， 碼盤是由光學(xué)玻璃制成 , 其上刻有許多同心碼道 , 每條碼道上都有按一定規(guī)律排列的透光和不透光部分 , 即亮區(qū)和暗區(qū) 。 編碼器 增量式編碼器 (脈沖盤式編碼器 ) 絕對(duì)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 。 這種方法不可能得到高的細(xì)分?jǐn)?shù) ， 因?yàn)樵谝粋€(gè)莫爾條紋的間距內(nèi)不可能安裝更多的光電元件 , 但它有一個(gè)優(yōu)點(diǎn) , 就是對(duì)莫爾條紋產(chǎn)生的信號(hào)波形沒有嚴(yán)格要求 。 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 。 下面介紹電子細(xì)分法中常用的四倍頻細(xì)分法 , 這種細(xì)分法也是許多其它細(xì)分法的基礎(chǔ) 。 由于細(xì)分后計(jì)數(shù)脈沖頻率提高了 n倍 , 因此也稱之為 n倍頻 。 為了提高分辨力和測(cè)量比柵距更小的位移量 , 可采用細(xì)分技術(shù) 。 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 。 而 u1ˊ經(jīng)反相并微分后產(chǎn)生的脈沖 ， 則與 u2ˊ的 “ 0”電平相遇 , 與門 Y2被阻塞 , 故 Y2無(wú)脈沖輸出 。 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。 x=n W （ 9 3） 將輸出的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)放大 、 整形變?yōu)榉讲?, 經(jīng)微分電路轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào) , 再經(jīng)過(guò)辨向電路和可逆計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù) , 則可以數(shù)字形式實(shí)時(shí)地顯示出位移量的大小 。 )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
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