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什么类型的编码器可以测量速度?

通过丹妮尔柯林斯|2021年8月23日

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编码器和拆分器用于跟踪物体的角度或线性位置,例如电机轴(角度测量)或线性致动器(线性测量)。并且添加了一个时钟信号,编码器和解析器也可以用来测量物体的速度。


旋转变压器使用一个带有一个初级绕组的转子和一个带有两个次级绕组的定子,相控90度。当电压加到初级(转子)绕组上时,它会在定子绕组中产生电压。这些电压等于参考电压乘以从零点开始的轴角的正弦或余弦值。分解器的速度(以及连接它的轴的速度)可以通过简单地取二次信号(正弦或余弦信号)的变化率来找到。

解析器
解析器的二次绕组(正弦或余弦)可以用来确定速度。
图像信用:高级Micro Controls,Inc。

roldvers可以每次机械旋转(称为单速解析器)或每次旋转的多个电循环产生单个电气循环(称为多速分辨率)。尽管多速解析器提供更准确的速度信息(以绝对位置信息为代价),但可以实现速度测量。


编码器可以提供增量或绝对位置信息,并且通过使用正方形波来提供增量位置的那些(TTL.)信号(通常称为“增量编码器”)或正弦余弦信号(通常称为“sin-cos编码器”)。通过分析相对于时钟信号的位置信息,这些编码器类型中的任何一种都可以用于速度测量。然而,增量(TTL)编码器是最常用的用于测量速度的设计——使用脉冲频率或脉冲周期法。

编码器速度基于脉冲频率

为了根据脉冲频率确定编码器的速度,在规定的时间内(t)对脉冲数(n/t)和编码器的时间进行计数每革命脉冲(N)时,角速度可计算为:

编码器速度

ω=角速度(rad / s)

n =每个时间样本计算的脉冲数

n =每次旋转的脉冲

t =时间采样期间

或者:

ω =角速度(rpm)

编码器速度

脉冲频率法提供了多个脉冲的平均速度,不能用于非常慢的速度,因为在测量时间内可能会出现很少(或没有)脉冲。

编码器速度基于脉冲周期

为了根据脉冲周期确定编码器的速度,每个脉冲的持续时间——通常是从一个脉冲的上升沿到下一个脉冲的上升沿测量——使用高频时钟信号计时。时钟信号的周期数(m)除以时钟频率(f)给出一个脉冲的持续时间。用每个编码器脉冲秒数(m/f)和每转脉冲数,角速度可计算为:

编码器速度

ω=角速度(rad / s)

f =时钟信号频率(Hz)

n =每次旋转的脉冲

M =时钟信号的周期数

或者:

ω =角速度(rpm)

编码器速度
速度计算的时期方法通常从一个编码器脉冲的上升沿计数到下一个脉冲的上升沿。
图片信用:数据翻译

脉冲周期法确定编码器的速度比基于频率的测量更精确。然而,在高速下,脉冲的频率会变得非常高,脉冲之间的时间可能太短,计数器无法进行精确的测量。


了下:运动控制提示


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