增量式光電編碼器選型應(yīng)該注意哪些問題？

2022-03-11

在增量式光電編碼器的使用過程中，對(duì)于其技術(shù)規(guī)格通常會(huì)提出不同的要求，其中zui關(guān)鍵的就是它的分辨率、精度、輸出信號(hào)的穩(wěn)定性、響應(yīng)效率、信號(hào)輸出形式。
（1）分辨率
      增量式光電編碼器的分辨率是以編碼器軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周所產(chǎn)生的輸出信號(hào)基本周期數(shù)來表示的，即脈沖數(shù)/轉(zhuǎn)（PPR）。碼盤上的透光縫隙的數(shù)目就等于編碼器的分辨率，碼盤上刻的縫隙越多，編碼器的分辨率就越高。在工業(yè)電氣傳動(dòng)中，根據(jù)不同的應(yīng)用對(duì)象，可選擇分辨率通常在500~6000PPR的增量式光電編碼器，zui高可以達(dá)到幾萬PPR。交流伺服電機(jī)控制系統(tǒng)中通常選用分辨率為2500PPR的編碼器。此外對(duì)光電轉(zhuǎn)換信號(hào)進(jìn)行邏輯處理，可以得到2倍頻或4倍頻的脈沖信號(hào)，從而進(jìn)一步提高分辨率。
（2）精度
      增量式光電編碼器的精度與分辨率完全無關(guān)，這是兩個(gè)不同的概念。精度是一種度量在所選定的分辨率范圍內(nèi)，確定任一脈沖相對(duì)另一脈沖位置的能力。精度通常用角度、角分或角秒來表示。編碼器的精度與碼盤透光縫隙的加工質(zhì)量、碼盤的機(jī)械旋轉(zhuǎn)情況的精度因素有關(guān)，也與安裝技術(shù)有關(guān)。
（3）輸出信號(hào)的穩(wěn)定性
      增量式光電編碼器輸出信號(hào)的穩(wěn)定性是指在實(shí)際運(yùn)行條件下，保持規(guī)定精度的能力。影響編碼器輸出信號(hào)穩(wěn)定性的主要因素是溫度對(duì)電子器件造成的漂移，外界加于編碼器的變形力以及光源特性的變化。由于受到溫度和電源變化的影響，編碼器的電子電路不能保持規(guī)定的輸出特性，在設(shè)計(jì)和使用中都要給予充分考慮。
（4）響應(yīng)頻率
      增量式光電編碼器輸出的響應(yīng)頻率取決于光電檢測(cè)器件、電子處理線路的響應(yīng)速度。當(dāng)編碼器高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，如果其分辨率很高，那么編碼器輸出的信號(hào)頻率將會(huì)提高。如果光電檢測(cè)器件和電子線路元器件和工作速度與之不能相適應(yīng)，就有可能使輸出波形嚴(yán)重畸變，甚至產(chǎn)生丟失脈沖的現(xiàn)象。這樣輸出信號(hào)就不能準(zhǔn)確反映軸的位置信息。所以，每一種編碼器在其分辨率一定的情況下，它的zui高轉(zhuǎn)速也是一定的，即它的響應(yīng)頻率是受限制的。
（5）信號(hào)輸出形式
      在大多數(shù)情況下，直接從編碼器的光電檢測(cè)器件獲取的信號(hào)電平較低，波形也不規(guī)則，還不能適應(yīng)于控制、信號(hào)處理和遠(yuǎn)距離傳輸?shù)囊�求。所以，在編碼器內(nèi)還要將此信號(hào)放大、整形。經(jīng)過處理的輸出信號(hào)一般近似于正弦波或矩形波。由于矩形波輸出信號(hào)容易進(jìn)行數(shù)字處理，所以這種輸出信號(hào)在定位控制中得到廣泛的采用。采用正弦波輸出信號(hào)時(shí)基本消除了定位停止時(shí)的振蕩現(xiàn)象，并且容易通過電子內(nèi)插方法，以較低的成本得到較高的分辨率。
      增量式光電編碼器的信號(hào)輸出形式有：集電極開路輸出（Open Collector）、電壓輸出（Voltage Output）、線驅(qū)動(dòng)輸出（Line Driver）、互補(bǔ)型輸出（Complemental Output）和推挽式輸出（Totem Pole）。