數(shù)字式傳感器ppt課件-文庫吧資料
2025-05-10 23:28本頁面
【正文】 B信號 90?；當碼盤反轉時 ， B信號超前A信號 90?。 ／ 1024＝ 176。 如： ?＝ ?， 脈沖 N＝ 1000， 則： ? ＝ ? 1000＝ 352? ? （ 2）增量式光電編碼器的結構 編碼器 碼盤 光欄板 LED 零位標志 （一轉脈沖） 光敏元件 ? ? ?＝ 360176。 ／ 24＝ 176。 ? （ 2）接觸式絕對碼盤 編碼器 4個電刷 4位二進制碼盤 最小分辨角 ?＝ 360176。 1 認識編碼器 （編碼器在機器人控制中的應用） 編碼器 伺服電機 伺服電機 編碼器 伺服電機 伺服電機 編碼器 編碼器 編碼器 播放 2 編碼器的測量對象 編碼器 ? ? 軸式 套式 電信號 二進制編碼 脈沖 3 編碼器測量直線位移的方式（ 1）編碼器裝在絲杠末端 編碼器 位置反饋 ? x 通過測量滾珠絲杠的角位移 ?， 間接 獲得工作臺的直線位移x， 構成 位置半閉環(huán)伺服系統(tǒng) 。 例: 光柵式萬能測長儀 ? 光源：紅外發(fā)光二極管 ? 主光柵：透射式黑白振幅光柵； ? 指示光柵：四裂相光柵，得到四路相位差依次為π /2的原始信號； ? 光電元件：光電三極管 ? 四路原始信號經(jīng)差分放大器放大、移相電路分相、整形電路整形、倍頻電路細分、辯相電路辯相后進入可逆計數(shù)器計數(shù)，由顯示器顯示讀出。 反射積分式 光柵傳感器的應用 由于光柵傳感器 測量精度高、動態(tài)測量范圍廣、可進行無接觸測量、易實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化和數(shù)字化 ，因而在機械工業(yè)中得到了廣泛的應用。 特點 ：標尺光柵為反射式光柵， 光源經(jīng)透鏡成平行光束并以一定角度射向指示光柵，莫爾條紋是由標尺光柵反射回來的光線與指示光柵相互作用而成。 ? 在光柵作相對運動時，經(jīng)過微分電路，在正向運動時，得到四個微分脈沖（加計數(shù)脈沖）；反向運動時，得到四個微分脈沖（減計數(shù)脈沖）。 通常采用的電子細分方法有： 四倍頻細分和電橋細分 等。 電子細分 ：在一個柵距即一個莫爾條紋信號變化周期內(nèi) , 發(fā)出 n個脈沖 , 每個脈沖代表原來柵距的1/n。 辨向電路各點波形 莫爾條紋細分技術 ? 目的 ：提高分辨力（測量更小的位移量）。 U1ˊ 的微分脈沖發(fā)生在 U2ˊ 為 “ 0” 電平時 , 與門 Y1無脈沖輸出 。U1超前 U290176。 而 U1ˊ 經(jīng)反相并微分后產(chǎn)生的脈沖 （ 如圖中虛線所示 ） 則與 U2ˊ 的 “ 0” 電平相遇 , 與門 Y2被阻塞 , 無脈沖輸出 。 。 ?當光柵沿 A向移動時 ,莫爾條紋向 B向移動 。 ? U1ˊ 產(chǎn)生計數(shù)脈沖 ， U2ˊ 的電平狀態(tài)作為與門的控制信號 , 來控制在不同的移動方向時 , U1ˊ 所產(chǎn)生的脈沖輸出路線 。 – 當主光柵作正向運動時 ,CD產(chǎn)生的信號只允許 AB產(chǎn)生的正脈沖通過 ,門電路在可逆計數(shù)器中作加法運算； – 當主光柵作反方向移動時 ,則 CD產(chǎn)生的負值信號只讓 AB產(chǎn)生的負脈沖通過 ,門電路在可逆計數(shù)器中作減法運算 。 圖 辨向原理 M1M2莫 爾 條 紋ACBDBB 4 2－光電元件； 3－指示光柵； 4－莫爾條紋； A－光柵移動方向； B－莫爾條紋移動方向； U1－元件 AB對應的輸出電壓； U2－元件 CD對應的輸出電壓； ? AB與 CD兩個狹縫在結構上相差 π ／ 2,所以它們在光電元件上取得的信號必是相差 π ／ 2。滯后還是超前完全取決于光柵的運動方向。 相位。因而必須在測量電路中加入辨向電路。這就是 利用光閘莫爾條紋測量位移的原理。光電元件輸出波形為： 直流分量 交流分量 光柵相對位移量 ? 當波形重復到原來的相位和幅值時 ,相當于光柵移動了一個柵距 w,如果光柵相對位移了 N個柵距 ,此時位移x=NW。 光柵傳感器的工作原理 一、光電轉換原理 1－光源； 2－聚光鏡； 3－光柵主尺； 4－指示光柵； 5－光敏元件； 6－莫爾條紋； 7－光強分布 光閘莫爾條紋光電轉換原理 理想情況：三角形 0022s i n ( ) s i n , ( )WmmU U U x U U xW?? ??? ? ? ? ?二、光閘莫爾條紋測量位移原理 ? 當光電元件 5接收到明暗相間的正弦信號時 ,根據(jù)光電轉換原理將光信號轉換為電信號。與模擬傳感器相比，數(shù)字式傳感器抗干擾能力強 ,穩(wěn)定性強 。 ? 工作原理： 利用光柵的莫爾條紋現(xiàn)象實現(xiàn)幾何量的測量 ： 光柵的相對移動使 透射光強度 呈周期性變化，光電元件把這種光強信號變?yōu)橹芷谛宰兓?電信號 ，由電信號的變化即可獲得光柵的相對移動量。 ?莫爾條紋由光柵的大量刻線形成 , 幾條刻線的柵距誤差或斷裂對莫爾條紋的位置和形狀影響甚微 。 莫爾條紋間距放大了光柵間距，令 k為放大系數(shù)，則： ② 、運動對應關系 通過莫爾條紋的運動特性判別光
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