光電編碼器是如何完成測量的呢？

發(fā)布時(shí)間：2018-4-8     瀏覽：1053

　　光電編碼器在電機(jī)控制中可以用來測量電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁場位置和機(jī)械位置以及轉(zhuǎn)子的磁場和機(jī)械位置的變化速度與變化方向。三晟編碼器為大家介紹光電編碼器是如何完成測量的呢？

　　使用光電編碼器來測量電機(jī)的轉(zhuǎn)速

　　可以利用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器配合光電編碼器的輸出脈沖信號來測量電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

　　具體的測速方法有T法、M法和M/T法3種。

　　一、T法也稱之為測周法，該測速方法是在一個(gè)脈沖周期內(nèi)對時(shí)鐘信號脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法，如圖3所示。例如時(shí)鐘頻率為fclk,計(jì)數(shù)器記錄的脈沖數(shù)為M2，光電編碼器是N線的，每線輸出4N個(gè)脈沖，那么電機(jī)的每分鐘的轉(zhuǎn)速為了減小誤差，希望盡可能記錄較多的脈沖數(shù)，因此T法測速適用于低速運(yùn)行的場合。但轉(zhuǎn)速太低，一個(gè)編碼器輸出脈沖的時(shí)間太長，時(shí)鐘脈沖數(shù)會超過計(jì)數(shù)器最大計(jì)數(shù)值而產(chǎn)生溢出;另外，時(shí)間太長也會影響控制的快速性。與M法測速一樣，選用線數(shù)較多的光電編碼器可以提高對電機(jī)轉(zhuǎn)速測量的快速性與精度。

　　二、M法又稱之為測頻法，其測速原理是在規(guī)定的檢測時(shí)間Tc內(nèi)，對光電編碼器輸出的脈沖信號計(jì)數(shù)的測速方法，如圖2所示，例如光電編碼器是N線的，則每旋轉(zhuǎn)一周可以有4N個(gè)脈沖，因?yàn)閮陕访}沖的上升沿與下降沿正好使編碼器信號4倍頻。現(xiàn)在假設(shè)檢測時(shí)間是Tc，計(jì)數(shù)器的記錄的脈沖數(shù)是M1，則電機(jī)的每分鐘的轉(zhuǎn)速為

　　在實(shí)際的測量中，時(shí)間Tc內(nèi)的脈沖個(gè)數(shù)不一定正好是整數(shù)，而且存在最大半個(gè)脈沖的誤差。如果要求測量的誤差小于規(guī)定的范圍，比如說是小于百分之一，那么M1就應(yīng)該大于50。在一定的轉(zhuǎn)速下要增大檢測脈沖數(shù)M1以減小誤差，可以增大檢測時(shí)間Tc單考慮到實(shí)際的應(yīng)用檢測時(shí)間很短，例如伺服系統(tǒng)中的測量速度用于反饋控制，一般應(yīng)在0.01秒以下。由此可見，減小測量誤差的方法是采用高線數(shù)的光電編碼器。

　　M法測速適用于測量高轉(zhuǎn)速，因?yàn)閷τ诮o定的光電編碼器線數(shù)N機(jī)測量時(shí)間Tc條件下，轉(zhuǎn)速越高，計(jì)數(shù)脈沖M1越大，誤差也就越小。

　　三、M/T法測速是將M法和T法兩種方法結(jié)合在一起使用，在一定的時(shí)間范圍內(nèi)，同時(shí)對光電編碼器輸出的脈沖個(gè)數(shù)M1和M2進(jìn)行計(jì)數(shù)，則電機(jī)每分鐘的轉(zhuǎn)速為實(shí)際工作時(shí)，在固定的Tc時(shí)間內(nèi)對光電編碼器的脈沖計(jì)數(shù)，在第一個(gè)光電編碼器上升沿定時(shí)器開始定時(shí)，同時(shí)開始記錄光電編碼器和時(shí)鐘脈沖數(shù)，定時(shí)器定時(shí)Tc時(shí)間到，對光電編碼器的脈沖停止計(jì)數(shù)，而在下一個(gè)光電編碼器的上升沿到來時(shí)刻，時(shí)鐘脈沖才停止記錄。采用M/T法既具有M法測速的高速優(yōu)點(diǎn)，又具有T法測速的低速的優(yōu)點(diǎn)。

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