光电编码器基础知识培训

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