光电编码器基础知识培训.ppt

1 光电编码器基础知识培训 ICGTianJinChina 2009 4 30 2 编码器的分类与应用 编码器的主要技术参数 编码器基本工作原理 编码器的命名方式 3 编码器的基本工作原理 光电编码器 又称光电角位置传感器 是集成光 机 电为一体的数字测角装置 主要是以高精度计量光栅为检测元件 通过光电转换 将轴的机械角位移信息转换成相应的数字代码 用他可以实现角位移 角速度 和角加速度及其他物理量的精确测量 输出信号与计算机相连接 不仅能够实现数字测量与数字控制 而且与其他同类用途的传感器相比 具有精度高 测量范围广 使用可靠 易于维护等优点 因此已普遍应用在雷达 光电经纬仪 地面指挥仪 机器人 数控机床和高精度闭环调速系统等诸多领域 是自动化设备理想的角度传感器 4 1 光源 LED 2 透镜 Lens 3 指示光栅4 码盘 Disk 5 接受器 ASIC 点光源 LED 发出的光经过透镜 Lens 的折射变成准直的平行光 通过光栅和码盘 照射到光电接受器上 如果码盘发生转动 光线就会把码盘转动的情况反应到接受器上 接受器会把这些光信号转换成电信号输出 从而以电脉冲的形式反应出物理的运动量 位移 角速度 加速度 5 光电编码器信号产生流程 光源LED 透镜Lens 指示光栅 码盘Disk 接受器ASIC 整形电路 客户 信号的形式 发散的红外光 平行的红外光 编码后的平行红外光 能反应运动状态的编码平行红外光 能反应运动状态的电脉冲信号 有驱动能力且能反应运动状态的电脉冲信号 6 增量信号 由A B Z等信号组成可以反应出当前编码器的运行状态 如 在单位时间内 用户接受到的脉冲数就反应出了编码器运行的速度 包括速率和方向 磁极信号 UVW信号 由U V W等信号组成可以代替电机中的电刷切换电机的磁极电流方向 用来控制电机的运行 7 相位阵技术相位阵技术就是将光电池高度集成在ASIC芯片上 差动信号 A或B 的接收部分是由数百个微小单元光电池集成在一起 各单元光电池分布在不同的位置 其相位和波形通过阵列运算的方式 把模糊信号处理成高灵敏度标准源信号 相位阵ASIC芯片由多层电路组成 除表面的高灵敏度光电池阵列外 下层还集成实时阵列运算电路 虚拟定光栅 正弦信号生成电路 电压比较器 积分放大器 相位稳定电路 倍频电路等 从而简化了编码器电路处理过程 丹纳赫采用的就是相位阵技术 ASIC是从美国ETIC EastTexasIntegratedCircuits 购买的 它集成了指示光栅 信号处理电路 倍频电路等 具有较高的耐温特性和较高的响应频率还有很好的抗干扰特性 8 UVWASIC 正在发光的LED Lens组合件 ABZASIC 码盘 9 111870 0002LED Lens组合件 ABZASIC整体放大图 ASIC的局部放大图 UVWASIC整体放大图 10 LED整体放大图 Disk码道部分放大图 合格的ABZ信号 合格的UVW信号 11 附录 信号倍频的原理 12 附录 模拟信号积分放大的原理 13 附录 放大及驱动电路的原理 14 附录 典型编码器PCB原理图 增量式 15 附录 典型编码器倍频电路原理图 增量式 16 17 18 19 20 21 编码器的主要分类 从工作原理分1光电式2磁电式3机械式从信号分1增量式 F10F14F18 2绝对式 AC58 从轴形式分1空心轴 Fseries 2实心轴 RI41RI5876 从机械结构分1组合式2无轴承 Mseries 3封闭式 22 编码器的主要技术参数 脉冲 精度 时针方向 电源电压 消耗电流 电压