編碼器常用于角度和直線距離的測(cè)量，但也可用于轉(zhuǎn)速和線速度的測(cè)量。 這是因?yàn)榫幋a器的脈沖頻率與其轉(zhuǎn)速之間存在線性關(guān)系。 編碼器旋轉(zhuǎn)得更快時(shí)，脈沖頻率會(huì)以相同的速率增加。

編碼器速度可以由脈沖計(jì)數(shù)或者脈沖定時(shí)這兩種方法中的任一種來(lái)確定。

正交編碼

增量編碼器通常通過(guò)兩個(gè)通道輸出信號(hào)。 通常，被稱為“a”和“b”的兩個(gè)相位之間有90度的偏移。 旋轉(zhuǎn)方向可以由哪個(gè)通道向前來(lái)決定。 通常，如果信道a在前，則方向?yàn)轫槙r(shí)針，如果信道b在前，則方向?yàn)槟鏁r(shí)針。 在正交輸出中，還可以使用X2或X4解碼技術(shù)來(lái)提高編碼器的分辨率。 使用X2解碼時(shí)，通道a的上升沿和下降沿被計(jì)數(shù)，每轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)的脈沖數(shù)變?yōu)?倍，因此編碼器的分辨率變?yōu)?倍。 使用X4解碼時(shí)，通道a和b的上升沿和下降沿被計(jì)數(shù)，分辨率增加到4倍。

X4編碼、通道a和b的上升沿和下降沿都進(jìn)行計(jì)數(shù)

脈沖計(jì)數(shù)

脈沖計(jì)數(shù)使用采樣周期(t  )和在采樣周期內(nèi)計(jì)數(shù)的脈沖數(shù)(n  )，決定1個(gè)脈沖(t/n  )的平均時(shí)間。 得知編碼器每轉(zhuǎn)1次的脈沖數(shù)(n  )，即可計(jì)算出速度。

=2n/Nt

其中：

=角速度(rad/s  )

n=脈沖數(shù)

t=采樣周期(s  )

n=每轉(zhuǎn)1次脈沖

低速時(shí)脈沖計(jì)數(shù)的分辨率較差，適合高速應(yīng)用。

脈沖時(shí)間

在脈沖計(jì)數(shù)法中，在一個(gè)編碼器周期(音調(diào)或者相鄰的兩行或窗口之間的間隔)之間對(duì)高頻時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。 時(shí)鐘信號(hào)(m  )的周期數(shù)除以時(shí)鐘頻率(f  )，從而給出編碼器周期的時(shí)間(編碼器旋轉(zhuǎn)一個(gè)音調(diào)的時(shí)間)。 如果將編碼器PPR設(shè)為n，則編碼器的角速度可以由下式給出。

=2f/Nm納米

其中：

=角速度(rad/s  )

f=時(shí)鐘頻率(Hz  )

m=時(shí)鐘周期數(shù)

n=每轉(zhuǎn)1次脈沖

高速時(shí)，脈沖序列(也稱為脈沖頻率)之間的時(shí)間少，可能無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量時(shí)鐘周期，因此更適合低速應(yīng)用。

速度測(cè)量的正確性

編碼器速度測(cè)量的正確性可能會(huì)受到設(shè)備誤差、相位誤差、插補(bǔ)誤差等各種因素的影響。

設(shè)備誤差包括編碼器內(nèi)的機(jī)械缺陷，以及線路和窗口間的間距變化等編碼器磁盤(pán)和標(biāo)線片上的刻度誤差。 設(shè)備相關(guān)的誤差還包括基板的直線度、傳感器的不正確定位、編碼器和電機(jī)軸之間缺乏同心度。

相位誤差是由脈沖和讀數(shù)之間沒(méi)有信息引起的。 也就是說(shuō)，正交編碼器只讀取一個(gè)或兩個(gè)通道(a和b  )上的信號(hào)邊緣，不在這些讀數(shù)之間傳輸信息。 相位誤差僅為固定測(cè)量步的1/2或計(jì)數(shù)。只有編碼器分辨率超過(guò)正交編碼器固有的X4解碼的電子電平時(shí)，才會(huì)發(fā)生插值錯(cuò)誤。 插補(bǔ)誤差經(jīng)常隨著編碼器速度的增加而增加。 使用具有更高行數(shù)或更多窗口的編碼器可以減少插值和相位誤差。

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