《D数字式传感器》课件

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1、第13章数字式传感器将被测模拟量转换成数字输出的传感器。测量精度和分辨率更高抗干扰能力强，稳定性好测量范围大易于与计算机接口实现智能化便于传输、存储和信号处理电路便于集成化优点9/18/20211数字传感器的三大类直接以数字量形式输出，如直接编码器以脉冲形式输出，如光栅,磁栅等以频率形式输出。。。。。。。。。。padehiml数字传感器9/18/20212编码器直接编码器：（绝对式）直接将角位移或线性位移转换为二元码（即“0”或“1”）增量编码器9/18/20213编码器一、光电式直接编码器（绝对式）1.构成：由光学玻璃制成的圆形码盘，码盘上刻有同心码道

2、，码道上有亮区和暗区；光源经光学系统形成一束平行光通过狭缝形成窄光束照射在光电元件上；9/18/20214二进制码、循环码、十进制码、六十进制码、四位二进制码，格雷码。2.码制padehiml编码器每个码道有一个光电元件，光电元件受光照为“0”，不受光照为“1”；转动码盘，转角α即可转换成几位二元码。9/18/202151）四位二进制码盘：最内圈码道为第一码道，半圈透亮，半圈不透亮。对应最高位C4最外圈为第n码道，共分成2n个亮暗间隔，对应最低位C1，最小分辨率为α=360°/2n编码器padehiml9/18/20216当狭缝对准a,b,c,…p位置时

3、，得到的数码将是0000,0001,0010,…1111编码器padehiml码盘转角与转换出的二进制码C1，C2……Cn的关系9/18/202179/18/202189/18/202199/18/2021102）二进制码的缺点：由于黑白分界线刻划不精确造成粗误差。理想位置分界线aa:0111→1000编码器C1C2C3C411110000aa9/18/202111当C4的白分界线不清时，转动码盘时，输出由0111→0000→1000，其中出现错误码“0000”；当C4的黑分界线不清时，转动码盘时，输出由0111→1111→1000，其中出现错误码“11

4、11”。3）循环码盘与二进制码相同之处：码道数等于数码位数，最小分辨率相同；最内圈也是半圈透光，半圈不透光；编码器9/18/202112与二进制码不同之处:第二道码也是一半透光一半不透光第i码道分为2i－1(i≥2)个黑白间隔,如i＝2,则等于2；i＝3，则等于4；i＝4，则等于8个间隔，第i码道的黑白分界线与第i－1码道的黑折分界线错开360°/2i(i≥2)循环码是无权码。循环码转到相邻区域时，编码中只有一位发生变化。编码器9/18/202113当狭缝对准a,b,c,…p位置时，得到的数码将是：0000,0001,0011，0010…1000。编码器

5、9/18/202114十进制0123456789101112131415二进制C0000000100100011010001010110011110001001101110111100110111101111循环码R00000001001100100110011101010100110011011111111010101011100110003.二进制码与循环码的转换编码器9/18/202115二进制码可转换为循环码：Cn＝Rn+不进位加法转换关系举例：二进制码→循环码C4C3C2C1C3C2C1R4R3R3R1+01101100101+11101101

6、001+编码器9/18/202116由二进制码转换为循环码的电路：CnCn-1RnRn-1Rn-2R1C1Cn-2C2CPRDD1D2RiQCiD并行转换电路串行转换电路串行转换电路的工作过程为：D1置0，即Q=0。Ci端送入Cn，异或门D2输出Rn＝Cn0＝Cn；随后加CP脉冲，使Q＝Cn；在Ci端加Cn-1，D2输出Rn-1＝Cn-1Cn。重复上述过程，依次可得Rn，Rn-1，……，R2，R1。编码器++++9/18/202117由循环码转换为二进制码的电路：并行转换电路串行转换电路RnCnCn-1Cn-2C1R1Rn-2Rn-1CPRDDCiRiK

7、JQ编码器++++9/18/202118串行转换电路的工作过程为：将JK触发器RD复0，Q＝0，Rn加到J、K，再加CP脉冲，则Q＝Cn＝Rn；设Q端为Ci+1，J、k端加Ri；当Ri＝“1”，则加CP后，Q＝i+1，当Ri＝“0”，则加CP后，Q＝Ci+1，重复上述步骤，可依次获得：Cn，Cn-1，……，C2，C1其逻辑关系为：编码器9/18/202119绝对式编码器型号轴径输出码精度PALφ8实心轴二进制码或格雷码8位9位10位PAL1φ10实心轴二进制码或格雷码8位9位10位11位PZXφ10实心轴循环二进制码180分度PNLφ6φ8实心轴格雷码4

8、681012位9/18/202120二、增量编码器脉冲盘式数字传感器——编码器9