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德國TR編碼器CMV582M-00002工作原理

德國TR編碼器CMV582M-00002在定位方面明顯地優(yōu)于增量式編碼器，已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于工控定位中。絕對型編碼器因其高精度，輸出位數(shù)較多，如仍用并行輸出，其每一位輸出信號必須確保連接很好，對于較復雜工況還要隔離，連接電纜芯數(shù)多，由此帶來諸多不便和降低可靠性，因此，絕對編碼器在多位數(shù)輸出型，一般均選用串行輸出或總線型輸出，編碼器串行輸出的是SSI（同步串行輸出）。旋轉(zhuǎn)單圈絕對式編碼器，以轉(zhuǎn)動中測量光碼盤各道刻線，接觸編碼器是絕對式編碼器中的一種，它由編碼盤、電刷和電路組成。圖1是一個6位二進制編碼器。編碼盤按二進制碼制成，出軸上的機械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。這是應(yīng)用最多的傳感器， 光電編碼器是由碼盤（光柵盤）和光電檢測裝置組成。

碼盤（光柵盤）是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。由于光電碼盤與電動機同軸，電動機旋轉(zhuǎn)時，碼盤（光柵盤）與電動機同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號，其原理示意圖所示；通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數(shù)就能反映當前電動機的轉(zhuǎn)速。此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤還可提供相位相差90o的兩路脈沖信號。編碼器碼盤的材料有玻璃、一種是直接送至運放進行信號調(diào)理輸出；另外一種是將TTL經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換及信號調(diào)理后再輸出。經(jīng)過分析與實際測試，由于FPGA輸出的信號相位抖動較為嚴重，甚至會造成信號邊沿不穩(wěn)，而且存在著嚴重的寄生信號，因而輸出的偽碼質(zhì)量較差；而如果經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換后再進行調(diào)理輸出，

這種影響會得到削弱，信號質(zhì)量會得到提高，因此第二種方法更為可取，在實際應(yīng)用中，筆者就選擇該方法進行電路設(shè)計樹脂碼盤與玻璃碼盤的工藝接近，也是通過腐蝕明暗樹脂表面的鍍鉻，呈現(xiàn)出明暗脈沖，其優(yōu)點是精度高不容易碎隨著轉(zhuǎn)角的不同，輸出相應(yīng)的碼。編碼器的精度取決于碼盤本身的精度，分辨率則取決于碼道的數(shù)目以獲取的編碼，當轉(zhuǎn)動超過360度時，編碼又回到原點，這樣就不符合絕對編碼的原則，這樣的編碼器只能用于旋轉(zhuǎn)范圍360度以內(nèi)的測量，稱為單圈絕對式編碼器。如果要測量旋轉(zhuǎn)超過360度范圍，就要用到多圈絕對式編碼器。編碼器生產(chǎn)廠家運用鐘表齒輪機械的原理，當中心碼盤旋轉(zhuǎn)時，通過齒輪傳動另一組碼盤（或多組齒輪，多組碼盤），在單圈編碼的基礎(chǔ)上再增加圈數(shù)的編碼，以擴大編碼器的測量范圍，這樣的絕對編碼器就稱為多圈式絕對編碼器，它同樣是由機械位置確定編碼，每個位置編碼不重復，而無需記憶