成人自学考试传感器课件.ppt

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1、河南工业职业技术学院电气工程系第二讲数字编码器一、数字式编码器的输出形式二、数字式编码器的工作原理三、数字编码器的应用1、绝对式编码器一、数字式编码器的输出形式绝对式编码器是按位移量直接进行编码的转换器，其精度达1%。它的结构和原理可分为接触式、光电式和电磁式。绝对式编码器将被测点的绝对位置转换为二进制的数字编码输出，即便中途断电，重新上电后也能读出当前位置的数据。显然，若要求的分辨力越高、量程越大，二进制的数位就越多，结构就越复杂。2、增量式编码器增量式编码器测量输出的是当前状态与前一状态的差值，即增量值。它

2、通常是以脉冲数字形式输出，然后用计数器计取脉冲数。它需要规定一个脉冲当量，即一个脉冲所代表的被测物理量的值，同时它还要确定一个零位标志，即测量的起始点标志。这样，被测量就等于当量值乘以自零位标志开始的计数值，其分辨力即为脉冲当量值。例如，用增量式光电编码器或光栅测量直线位移，若当量值为0.01mm，计数值为200时则位移为2.00mm，分辨力为0.01mm。增量式测量的缺点是：一旦中途断电，将无法得知运动部件的绝对位置。二、数字式编码器的工作原理1、接触式码盘图5-2-1为一个四位接触式码盘。涂黑部分为导电区，

3、输出为“1”，空白部分为不导电区，输出为“0”。所有导电部分连在一起，接高电位。图示码盘共有四圈码道，在每圈码道上都有一个电刷，电刷经电阻接地。当码盘与被测物转轴一起转动时，电刷上出现的电位对应一定的数码。若有n条码道，则角度分辨率为图5-2-1接触式码盘绝对式接触式编码器演示4个电刷4位二进制码盘+5V输入公共码道最小分辨角度为α=360°/2n8421码制的码盘，由电刷安装不可能绝对精确必然存在机械偏差，这种机械偏差会产生非单值误差。例如，由二进制码0111过渡到1000时（电刷从h区过渡到i区），即由7变

4、为8时，如果电刷进出导电区的先后可能是不一致的，此时就会出现8～15间的某个数字。这就是所谓的非单值误差。采用循环码制可以消除非单值误差。循环码的特点是任意一个半径径线上只可能一个码道上会有数码的改变，这一持点就可以避免制造或安装不精确而带来的非单值误差。如图5-2-2所示。图5-2-2接触式格雷码盘2、光电式码盘光电式码盘亦称脉冲式角度—数字编码器，其结构示意图如图5-2-3所示。在一个圆盘上按码道开有相等角距的缝隙，在码道上分为透明区和不透明区，分别代表“1”和“0”，相当于接触式码盘的导电区和不导电区。在

5、开缝圆盘两边分别安装光源及光敏元件，相当于接触式码盘的电源和电刷。其测量方法与接触式码盘相似。光电式码盘的优点是无触点磨损，因而允许高转速；每条缝隙宽度可做得很小，所以精度和分辨率很高，单个码盘可做到18位，组合码盘达22位。其缺点是结构复杂、价格昂贵、光源寿命短。图5-2-3光电式码盘绝对式码盘与增量式码盘有何区别？透光区不透光区零位标志10码道光电绝对式码盘绝对式光电编码器高位低位a）光电码盘的平面结构（8码道）b）光电码盘与光源、光敏元件的对应关系（4码道）增量式编码器转轴盘码及狭缝光敏元件光栏板及辨向用

6、的A、B狭缝LEDABC零位标志ABC3、电磁式码盘它是在导磁体(软铁)圆盘上用腐蚀的方法做成一定的编码图形，把码道分为导磁区和非导磁区。再用一个很小的马蹄形磁芯作磁头，上面绕两组线圈，原边用正弦电流激励，副边产生感应电动势。显然各磁头感应电动势与被测物体转动的角度相对应。1—绝对式编码器2—电动机3—转轴4—转盘5—工件6—刀具设该增量式光电编码器的参数为1024p/r，大、小皮带轮的传动比为5，若希望当加工好元件1后紧接着加工元件8，则电动机转动了多少分之几圈？应等待编码器给出多少脉冲数时，电动机停转？三、

7、数字式编码器的应用编码器在定位加工中的应用