¿Qué es un codificador óptico incremental?
El codificador emite dos señales de pulso separadas 90 grados entre A y B (los llamados dos conjuntos de señales de salida ortogonales), convirtiéndose así en un cuadrado.
Fácil determinación del sentido de giro. Al mismo tiempo, también hay una señal de pulso de marca de fase Z (indicadora) que se utiliza como punto cero de referencia. Cada vez que gira la rueda de códigos,
solo se envía una señal por semana. Los pulsos de marcador se utilizan normalmente para indicar la posición de la máquina o borrar cantidades acumuladas.
El codificador fotoeléctrico incremental se compone principalmente de una fuente de luz, un disco de código, una rejilla de detección, un dispositivo de detección fotoeléctrica y un circuito de conversión, como se muestra en la figura.
1-1. El disco de código está grabado con espacios radiales transmisores de luz igualmente espaciados, y se representa un ciclo incremental entre dos espacios transmisores de luz adyacentes.
Período; La rejilla de detección está grabada con dos conjuntos de espacios transmisores de luz A y B correspondientes al disco de código, que se utilizan para pasar o bloquear la fuente de luz y la detección fotoeléctrica.
Luz entre dispositivos. Su paso es igual al paso de la rueda de códigos y los dos conjuntos de espacios de transmisión de luz están escalonados 1/4 de paso. De esta manera, la diferencia de fase entre las señales emitidas por el dispositivo de detección fotoeléctrica es de 90 grados. Cuando la rueda de códigos gira con el eje giratorio detectado, se detecta la rejilla.
Sin moverse, la luz brilla sobre el dispositivo de detección fotoeléctrica a través del espacio en el disco de código y la rejilla de detección, y el dispositivo de detección fotoeléctrica sale.
Los dos conjuntos de señales eléctricas que están separados 90 grados son similares a ondas sinusoidales. Después del procesamiento de la señal por parte del circuito de conversión, la señal eléctrica puede obtener el ángulo de rotación o la información de velocidad del eje medido. La forma de onda de la señal de salida del codificador fotoeléctrico incremental se muestra en la Figura 1-2.
Las ventajas de los codificadores fotoeléctricos incrementales son: principio simple y fácil de implementar; la vida mecánica promedio puede alcanzar decenas de miles.
Horas o más; alta resolución; fuerte capacidad antiinterferencias, larga distancia de transmisión de señal y alta confiabilidad. Su desventaja es que no puede leer directamente la información de posición absoluta del eje de rotación.
Figura 1-1 Composición del codificador fotoeléctrico incremental
Figura 1-2 Forma de onda de la señal de salida del codificador fotoeléctrico incremental
1.2.2 Especificaciones técnicas básicas
En el uso de codificadores fotoeléctricos incrementales, se suelen plantear diferentes requisitos para sus especificaciones técnicas, el más importante de los cuales es
La clave es su resolución, precisión, estabilidad de la señal de salida, frecuencia de respuesta. y forma de salida de señal.
(1) Resolución
La resolución del codificador fotoeléctrico está representada por el número de ciclos básicos de la señal de salida generada por una rotación del eje del codificador, es decir,
Impulsos por revolución (PPR). El número de ranuras transmisoras de luz en el disco de código es igual a la resolución del codificador. Cuantas más ranuras estén grabadas en el disco de código, mayor será la resolución del codificador. En la transmisión eléctrica industrial, dependiendo del objeto de aplicación, el codificador fotoeléctrico incremental opcional con una resolución que generalmente oscila entre 500 y 6000 PPR puede alcanzar hasta decenas de miles de PPR. Comunicación en sistemas de control de servomotores de CA
A menudo se seleccionan codificadores con una resolución de 2500PPR. Además, la señal de conversión fotoeléctrica también se puede procesar lógicamente para obtener una multiplicación de frecuencia.
, o cuadriplicar la señal de pulso para mejorar aún más la resolución.
(2) Precisión
La precisión de los codificadores fotoeléctricos incrementales no tiene nada que ver con la resolución y son dos conceptos diferentes. La precisión es una medida de la capacidad de determinar la posición de un pulso con respecto a otro dentro de un rango de resolución seleccionado. La precisión suele expresarse en grados, minutos de arco o segundos de arco. La precisión del codificador está relacionada con la calidad del procesamiento del espacio de transmisión de luz del disco codificado y la precisión de fabricación de la rotación mecánica del disco codificado también está relacionada con la tecnología de instalación.
(3) Estabilidad de la señal de salida
La estabilidad de la señal de salida del codificador se refiere a la capacidad de mantener la precisión especificada en condiciones de funcionamiento reales.
Los principales factores que afectan la estabilidad de la salida del codificador
la señal de salida son la deriva de los dispositivos electrónicos causada por la temperatura, la fuerza de deformación ejercida sobre el codificador por el mundo exterior y la fuente de luz.
Cambios en las características. Debido a la influencia de los cambios de temperatura y suministro de energía, los circuitos electrónicos del codificador no pueden mantener las características de salida especificadas.
Se debe considerar plenamente el diseño y el uso.
(4) Frecuencia de respuesta
La frecuencia de respuesta de la salida del codificador depende de la velocidad de respuesta del dispositivo de detección fotoeléctrica y del circuito de procesamiento electrónico. Cuando el codificador gira a alta velocidad, si la resolución es alta, la frecuencia de la señal emitida por el codificador también será alta. Si la velocidad de funcionamiento del dispositivo de detección fotoeléctrica y los componentes del subcircuito electrónico no pueden adaptarse, la forma de onda de salida puede distorsionarse gravemente o incluso puede producirse una pérdida de pulso.
Por lo tanto, la señal de salida no puede reflejar con precisión la información de posición del eje. Por tanto, cada codificador tiene una resolución de 1.
En determinadas condiciones, su velocidad máxima también es cierta, es decir, su frecuencia de respuesta es limitada. La relación entre la frecuencia de respuesta máxima del codificador, la resolución y la velocidad máxima se muestra en la fórmula (1-1).
60
N R
f
Máximo
Máximo
× p>
= (1-1)
Donde, max
f es la frecuencia de respuesta máxima, max R es la velocidad máxima y n es la resolución.
(5) Forma de salida de la señal
En la mayoría de los casos, la señal obtenida directamente del dispositivo de detección fotoeléctrica del codificador tiene un nivel bajo y una forma de onda irregular.
No puede cumplir con los requisitos de control, procesamiento de señales y transmisión de larga distancia. Por tanto, en el codificador esta señal también debe ser amplificada.
Cirugía plástica. La señal de salida procesada suele parecerse a una onda sinusoidal o rectangular. Debido a que la señal de salida de onda rectangular es fácil de digitalizar
procesar, esta señal de salida se usa ampliamente en el control de posicionamiento. Cuando se utiliza una señal de salida de onda sinusoidal, básicamente se elimina.
Puede localizar el fenómeno de oscilación cuando se detiene y es fácil obtener una mayor resolución a menor costo mediante la interpolación electrónica.
Las formas de salida de señal de los codificadores fotoeléctricos incrementales son: salida de colector abierto y salida de voltaje.
(salida de tensión), driver de línea, salida complementaria y push-pull.
Tipo de salida (tótem).
Salida de colector abierto Este modo de salida utiliza un transistor NPN en la salida del codificador para convertir la potencia del transistor.
El terminal del emisor se conecta a 0V, el colector se desconecta del terminal +Vcc y el colector se utiliza como terminal de salida. Alimentación en el codificador
Este tipo de circuito de salida se recomienda cuando el voltaje no es consistente con el del dispositivo receptor de señal. El circuito de salida se muestra en la figura.
1-3. Las principales áreas de aplicación son ascensores, maquinaria textil, máquinas engrasadoras, equipos de automatización, maquinaria de corte, maquinaria de impresión,
maquinaria de embalaje y maquinaria de tejido, etc.
Figura 1-3 Circuito de salida de colector abierto
La salida de voltaje es un modo de salida que utiliza un transistor NPN en el lado de salida del codificador para guiar el emisor del transistor.
El terminal de salida está conectado a 0V, y el terminal del colector está conectado a +Vcc y la resistencia de carga como terminal de salida. Bajo el voltaje de suministro del codificador
Se recomienda utilizar este tipo de circuito de salida cuando el voltaje del dispositivo receptor de señal sea constante. El circuito de salida se muestra en la Figura 1-4.
Pantalla. Las principales áreas de aplicación son ascensores, maquinaria textil, máquinas engrasadoras, equipos de automatización, maquinaria de corte, maquinaria de impresión y maquinaria de embalaje.
Maquinaria y maquinaria para tejer.
Figura 1-4 Circuito de salida de voltaje
La salida del controlador de línea utiliza el chip IC del controlador de línea (26LS31) como circuito de salida del codificador, incluido
debido a Su respuesta de alta velocidad y su buen rendimiento antiruido, la salida de transmisión en línea es adecuada para transmisiones de larga distancia. El circuito de salida se muestra en la figura.
1-5. Las principales áreas de aplicación incluyen servomotores, robots, maquinaria de procesamiento CNC, etc.
Figura 1-5 Circuito de salida del controlador de línea
Salida complementaria Este modo de salida consta de dos transistores, a saber, PNP y NPN cuando uno de ellos
Cuando uno. El transistor está encendido, el otro transistor está apagado.
Esta forma de salida tiene una impedancia de entrada alta y una impedancia de salida baja, por lo que puede proporcionar una amplia gama de potencia a baja impedancia. Debido a que las señales de entrada y salida tienen la misma fase y un amplio rango de frecuencia, son adecuadas para transmisiones a larga distancia. El circuito de salida se muestra en la Figura 1-6. Utilizado principalmente en el campo de los ascensores o campos especiales.
Figura 1-6 Circuito de salida complementario
Salida push-pull Este modo de salida consta de transistores NPN superior e inferior. Cuando uno de los transistores está encendido,
cuando el otro transistor está apagado. La corriente fluye en ambas direcciones a través de los dos transistores en la salida, siempre generando potencia.
Flujo. Por tanto, la impedancia es baja y se ve menos afectada por el ruido y las ondas de deformación. El circuito de salida se muestra en la Figura 1-7. Principales aplicaciones de los collares
Este campo incluye ascensores, maquinaria textil, máquinas de engrase, equipos de automatización, maquinaria de corte, maquinaria de impresión, maquinaria de embalaje y maquinaria de tejido.
Figura 1-7 circuito de salida push-pull