光电编码器使用原理
光电编码器, 是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传
感器。光电编码器每转输出 600 个脉冲,五线制。其中两根为电源线,三根为脉冲线 (A 相、
B 相、 Z)。电源的工作电压为 ( +5~+24V )直流电源。光电编码器是由光栅盘和光电检测
装置组成。 光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。 由于光电码盘与电动
机同轴, 电动机旋转时, 光栅盘与电动机同速旋转, 经发光二极管等电子元件组成的检测装
置检测输出若干脉冲信号, 其原理示意图如图 1 所示;通过计算每秒光电编码器输出脉冲的
个数就能反映当前电动机的转速。此外,为判断旋转方向,码盘还可提供相位相差 90o的两
路脉冲信号。
工作原理 :当光电编码器的轴转动时 A、B 两根线都产生脉冲输出 ,A、 B 两相脉冲相差 90 度
相位角,由此可测出光电编码器转动方向与电机转速。如果 A 相脉冲比 B 相脉冲超前则光
电编码器为正转 ,否则为反转 .Z 线为零脉冲线 ,光电编码器每转一圈产生一个脉冲 .主要用作
计数。 A 线用来测量脉冲个数 ,B 线与 A 线配合可测量出转动方向 .
N 为电机转速
Δn=ND 测-ND 理
例如 :我们车的速度为 1.5m/s, 轮子的直径 220mm,C=D*Pi ,电机控制在 21.7 转/秒,根据伺服
系统的指标 , 设电机转速为 1500 转/分,故可求得当 ND=21.7*60=130 转/分时,光码盘每秒钟
输出的脉冲数为:
PD=130×600/60=1300 个脉冲
当测出的脉冲个数与计算出的标准值有偏差时 ,可根据电压与脉冲个数的对应关系计算出输
出给伺服系统的增量电压 △U,经过 D/A 转换,再计算出增量脉冲个数,等下减去。
当运行时间越长路线越长, 离我们预制的路线偏离就多了。 这时系统起动位置环, 通过不
断测量光电编码器每秒钟输出的脉冲个数,并与标准值 PD(理想值)进行比较,计算出增
量△P 并将之转换成对应的 D/A 输出数字量, 通过控制器减少输个电机的脉冲个数, 在原来
输出电压的基础上减去增量,迫使电机转速降下来,当测出的 △P 近似为零时停止调节,这
样可将电机转速始终控制在允许的范围内。
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