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廣電計(jì)量檢測(cè)集團(tuán)股份有限公司

威海供應(yīng)s38s系列光電旋轉(zhuǎn)編碼器高分辨率

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  • 公司名稱(chēng)威海三豐電子科技有限公司
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  • 廠(chǎng)商性質(zhì)生產(chǎn)廠(chǎng)家
  • 更新時(shí)間2022/3/27 11:20:17
  • 訪(fǎng)問(wèn)次數(shù)116
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威海三豐電子科技有限公司是一家以生產(chǎn)傳感器、顯示控制儀表、信息采集處理系統(tǒng)為主的自動(dòng)化科技集團(tuán)公司,公司同時(shí)經(jīng)營(yíng)各類(lèi)進(jìn)口名優(yōu)傳感器、控制器、儀器儀表、環(huán)保節(jié)能儀器等高科技產(chǎn)品。公司設(shè)傳感器研發(fā)中心(<span style=""color: ">三豐電子)、儀器儀表研究所(<span style=""color: ">銳科電氣)、工控產(chǎn)品銷(xiāo)售中心(<span style=""color: ">銳豐機(jī)電)三大部分,傳感器研發(fā)中心和儀器儀表研究所主要生產(chǎn)、銷(xiāo)售光電旋轉(zhuǎn)編碼器、光柵尺、力傳感器、顯示控制儀表、信息采集卡等產(chǎn)品為主,產(chǎn)品與同類(lèi)產(chǎn)品相比,具有質(zhì)量好,性?xún)r(jià)比高等特點(diǎn)。工控產(chǎn)品銷(xiāo)售中心主要以經(jīng)營(yíng)各類(lèi)進(jìn)口傳感器、工控電器、低壓電器、儀器儀表、節(jié)能環(huán)保材料、節(jié)能環(huán)保儀器等為主。公司宗旨是以客戶(hù)需求為中心,利用*的生產(chǎn)技術(shù)、*的工控產(chǎn)品的購(gòu)銷(xiāo)渠道,為客戶(hù)提供價(jià)格*惠的同質(zhì)產(chǎn)品。公司自成立以來(lái),以誠(chéng)信的服務(wù),受到業(yè)內(nèi)廣大客戶(hù)的*好評(píng)。
編碼器,聯(lián)軸器,光柵尺,儀器儀表,傳感器,數(shù)顯改造等
旋轉(zhuǎn)編碼器應(yīng)用于角度定位或測(cè)量時(shí),通常有A、B、Z三相輸出
威海供應(yīng)s38s系列光電旋轉(zhuǎn)編碼器高分辨率 產(chǎn)品信息

旋轉(zhuǎn)編碼器應(yīng)用于角度定位或測(cè)量時(shí),通常有A、B、Z三相輸出。旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出波形見(jiàn)圖1。

A相和B相輸出占空比為50%的方波。編碼器每轉(zhuǎn)一周,A相和B相輸出固定數(shù)目的脈沖(如100個(gè)脈沖)。當(dāng)編碼器正向旋轉(zhuǎn)時(shí),A相比B相超前四分之一個(gè)周期;當(dāng)編碼器反向旋轉(zhuǎn)時(shí),B相比A相超前四分之一個(gè)周期。A相和B相輸出方波的相位差為90±45°。編碼器每轉(zhuǎn)一周,Z相輸出一個(gè)脈沖。由于編碼器每轉(zhuǎn)一周,A相和B相輸出固定數(shù)目的脈沖,則A相或B相每輸出一個(gè)脈沖,表示編碼器旋轉(zhuǎn)了一個(gè)固定的角度。當(dāng)Z相輸出一個(gè)脈沖時(shí),表示編碼器旋轉(zhuǎn)了一周。因此旋轉(zhuǎn)編碼器可以測(cè)量角位移及位移方向。

問(wèn)題出在伺服系統(tǒng)停止工作時(shí),若無(wú)鎖定,則旋轉(zhuǎn)軸受外力(如風(fēng)力影響)可能自由晃動(dòng),因而引起編碼器輸出波形抖動(dòng),如圖2所示,

從而引起誤計(jì)數(shù)。在這種情況下,就不能對(duì)波形進(jìn)行正確計(jì)數(shù)。雖然可以通過(guò)軟件設(shè)置標(biāo)志狀態(tài),用記錄歷史狀態(tài)的變化來(lái)濾除誤計(jì)數(shù),但是程序耗費(fèi)頗大。因此,本人設(shè)計(jì)了一個(gè)抗抖動(dòng)計(jì)數(shù)電路,它能夠自動(dòng)消除抖動(dòng)造成的誤計(jì)數(shù)。

1 抗抖動(dòng)計(jì)數(shù)電路原理圖

圖3是抗抖動(dòng)計(jì)數(shù)電路原理圖。

此電路濾除了旋轉(zhuǎn)編碼器輸出波形的抖動(dòng)現(xiàn)象。該電路分為四個(gè)部分:譯碼電路U4A;互鎖電路U5A、U5B;正旋計(jì)數(shù)鏈J1、J3、J5和反旋計(jì)數(shù)鏈J2、J4、J6。U4A為二四譯碼器,U5A、U5B為與門(mén),J1~J6為D觸發(fā)器。正旋計(jì)數(shù)鏈負(fù)責(zé)對(duì)編碼器正向旋轉(zhuǎn)的計(jì)數(shù),反旋計(jì)數(shù)鏈負(fù)責(zé)對(duì)編碼器反向旋轉(zhuǎn)的計(jì)數(shù)。

2 抗抖動(dòng)計(jì)數(shù)電路工作分析
圖4為二四譯碼器輸出的波形

譯碼器產(chǎn)生d、a、b、c四種不同的狀態(tài)。在圖3中當(dāng)B=0、A=0時(shí),譯碼器 Q0輸出為d狀態(tài),d狀態(tài)為高電平。當(dāng)B=0、A=1時(shí),譯碼器Q1輸出為a狀態(tài),a狀態(tài)為高電平。當(dāng)B=1、A=1時(shí),譯碼器 Q2輸出為b狀態(tài),b狀態(tài)為高電平。b狀態(tài)不影響計(jì)數(shù)和方向確定,在圖3電路中沒(méi)有使用。當(dāng)B=1、A=0時(shí),譯碼器Q3輸出為c狀態(tài),c狀態(tài)為高電平。

當(dāng)旋轉(zhuǎn)編碼器正向旋轉(zhuǎn)時(shí),譯碼器輸出的狀態(tài)順序?yàn)閐、a、b、c、d、a、b、c……。如圖4所示。當(dāng)B=0、A=0時(shí),進(jìn)入d狀態(tài),與門(mén)U5A的Pin2=a=0(Pin是管腳的意思),于是U5A的輸出Pin3=0。D觸發(fā)器J1的R=d=1、S=0,因此J1被清0。與門(mén)U5B的Pin5=c=0,于是U5B的輸出Pin4=0。D觸發(fā)器J2的R=d=1、S=0,因此J2也被清0。這時(shí)J1、J2的端都為1,與門(mén)U5的 Pin1=Pin6=1,

U5A和U5B都處于等待開(kāi)門(mén)狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)入狀態(tài)a時(shí),Q1=a=1,U5A的Pin2=a=1。由于c=0所以J2的端仍為1,U5A的Pin1=1U5A的輸出Pin3=1。J1的R=d=0、S=1,因此J1被置1。J1的Q=1,=0。J1的Q=1,正旋標(biāo)志送到了J3的D端。同時(shí)J1的端關(guān)閉了U5B。在下一個(gè)d出現(xiàn)之前,所有的c脈沖都不會(huì)改變J2的狀態(tài)。這就是說(shuō),J1、J3、J5組成的正旋計(jì)數(shù)鏈被打開(kāi),J2、J4、J6組成的反旋計(jì)數(shù)鏈被阻斷。U5A、U5B、J1、J2完成互鎖的功能。在進(jìn)入狀態(tài)a時(shí),J3的R=a=1、S=0,J3被清0,J5的R=a=1、S=0,J5被清0。在進(jìn)入狀態(tài)c前,J3的R=a=0、S=0、D=1,J3處于待觸發(fā)狀態(tài)。J3的CLK=c,當(dāng)c脈沖上升沿過(guò)后,D=1被打入J3的Q端,正旋標(biāo)志送到了J5的D端。在進(jìn)入狀態(tài)d前,J5的R=a=0、S=0,J5處于待觸發(fā)狀態(tài)。J5的CLK=d,當(dāng)d脈沖上升沿過(guò)后,D=1被打入J5的Q端,正旋標(biāo)志送到了正旋計(jì)數(shù)輸出端。正旋計(jì)數(shù)輸出端由低電平變?yōu)楦唠娖健5酱藶橹梗瓿闪艘淮握?jì)數(shù)。當(dāng)由狀態(tài)d進(jìn)入狀態(tài)a時(shí),J5的R=a=1、S=0,J5被清0,正旋計(jì)數(shù)輸出端由高電平變?yōu)榈碗娖健S纱丝芍?dāng)旋轉(zhuǎn)編碼器正向旋轉(zhuǎn)時(shí),對(duì)應(yīng)A相和B相的每一個(gè)完整周期,正旋計(jì)數(shù)輸出端都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的一個(gè)脈沖。
    a的出現(xiàn)搶到了正旋計(jì)數(shù)權(quán)。只有在d重新出現(xiàn)后,脈沖c才可能有機(jī)會(huì)搶到反旋計(jì)數(shù)權(quán)。從而保證了一旦進(jìn)入正旋計(jì)數(shù)狀態(tài),不全完成這一過(guò)程,就進(jìn)入不了反旋計(jì)數(shù)狀態(tài)。運(yùn)行時(shí)有可能從狀態(tài)a返回狀態(tài)d,結(jié)果這只不過(guò)釋放正旋計(jì)數(shù)權(quán)。因這時(shí)正旋標(biāo)志還只在J3輸入端上,a出現(xiàn)時(shí)已把J3清0。d狀態(tài)只會(huì)把0送給J5的Q端,因此不會(huì)產(chǎn)生誤計(jì)數(shù)。

當(dāng)旋轉(zhuǎn)編碼器反向旋轉(zhuǎn)時(shí),譯碼器輸出的狀態(tài)順序?yàn)閐、c、b、a、d、c、b、a……。這種情況的分析方法與正向旋轉(zhuǎn)的分析方法相同,這里不再敘述。

這就好比接力賽。在一個(gè)只允許上一個(gè)人的封閉的環(huán)形跑道上依次均勻設(shè)d、a、b、c四個(gè)站,立四個(gè)裁判員。d點(diǎn)為起止點(diǎn)、出入口,持棒運(yùn)動(dòng)員沿環(huán)形跑道一站站往下跑。d裁判長(zhǎng)的職責(zé)是:運(yùn)動(dòng)員往a去(順行),告示:"有人,正向";往c去(逆行),告示:"有人,反相"。其他裁判員的職責(zé)是給到達(dá)本站的運(yùn)動(dòng)員發(fā)簽證(計(jì)數(shù)標(biāo)志),往回跑,撤銷(xiāo)簽證。d裁判長(zhǎng)的計(jì)分規(guī)則是:憑其他裁判的簽證齊全加牌示,正,加一分,反,減一分,然后撤銷(xiāo)簽證。簽證不齊到d,則不計(jì)分,撤銷(xiāo)簽證。運(yùn)動(dòng)員在跑道內(nèi)來(lái)回跑或坐時(shí),d裁判視而不見(jiàn)。

例如在圖2中,當(dāng)從狀態(tài)d進(jìn)入狀態(tài)a時(shí),正旋標(biāo)志送到J3的D端。此后的a、b、a、b、a、b都不起作用,只是把J3和J5反復(fù)清0。當(dāng)從狀態(tài)b進(jìn)入狀態(tài)c時(shí),正旋標(biāo)志送到J5的D端。當(dāng)從狀態(tài)c進(jìn)入狀態(tài)d時(shí),正旋標(biāo)志送到正旋計(jì)數(shù)輸出端,同時(shí)J1和J2被清零。在從狀態(tài)d進(jìn)入狀態(tài)c后,反旋標(biāo)志送到J4的D端。同時(shí),D=0被打入J3的Q端,這時(shí)J5的D端為零。在從狀態(tài)c回到狀態(tài)d后,反旋計(jì)數(shù)權(quán)被釋放。但是,由于J5的D端為零,雖然這里再次出現(xiàn)狀態(tài)d,該d脈沖不會(huì)發(fā)生計(jì)數(shù),這就是抗抖動(dòng)。

圖5為抗抖動(dòng)計(jì)數(shù)電路的輸出波形。此電路計(jì)數(shù)頻率可達(dá)10MHz。A相和B相輸入前應(yīng)予整形,必要時(shí)還要進(jìn)行光電隔離。

本人把此電路用于對(duì)天線(xiàn)云臺(tái)角度的定位與測(cè)量。天線(xiàn)云臺(tái)有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)角度,俯仰角從0~90度,方位角從0~354度。旋轉(zhuǎn)編碼器用的是OMRON公司的E6A2。此編碼器每轉(zhuǎn)一周,A相或B相輸出一百個(gè)脈沖。由此可得,抗抖動(dòng)計(jì)數(shù)電路每輸出一個(gè)脈沖,編碼器旋轉(zhuǎn)的角度是3.6度。如果加上變速齒輪將會(huì)提高角度測(cè)量精度。把抗抖動(dòng)電路的正旋計(jì)數(shù)輸出和反旋計(jì)數(shù)輸出接到單片機(jī)的中斷管腳上,其下降沿時(shí)給單片機(jī)發(fā)中斷。單片機(jī)把處理的角度信息送到顯示屏上顯示出來(lái),從而完成了對(duì)天線(xiàn)云臺(tái)角度的定位與測(cè)量。這套天線(xiàn)角度顯示系統(tǒng)在實(shí)際使用中運(yùn)行一直很穩(wěn)定,沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)誤計(jì)數(shù)現(xiàn)象。

 


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