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怎么为电机控制系统选择合适的编码器?

编辑:Hengstler(亨士乐)编码器    发布时间:2022-05-18 08:55:06

摘要:始终选择最高分辨率的Hengstler编码器最佳实践是评估应用程序并选择满足您需求的最低分辨率,即使有更高的分辨率可用。当应用于光学编码器时,编码器分辨率以每转周期(CPR)为单位测量,分辨率是输出信号随每转增加的次数。
怎么为电机控制系统选择合适的编码器?

在为电机的运动控制系统选择Hengstler编码器时,需要读懂很多的相关技术术语,可用的数据量可能非常大。需要提及的三个重要术语:分辨率、准确度和精度,这些术语相互独立,每一个都指特定的编码器属性,它们不能相互转换。每个特定的亨士乐编码器型号都可以在特定的分辨率范围内使用。例如,编码器有20种不同的分辨率,范围在64 CPR到10000 CPR之间不等。

怎么为电机控制系统选择合适的编码器?

分辨率

在数学、科学和工程中,术语“分辨率”指的是可以测量或观察到的最小距离。为了制作增量编码器,编码器厂家制作了一种将光盘分成不同区域的光盘。例如,常见的图案由打印在透明光盘上的线条和窗口组成。

怎么为电机控制系统选择合适的编码器?

当LED在磁盘上发光时,光照射到窗口或线条,窗口允许光通过磁盘到达另一侧的光传感器,当磁盘旋转时,编码器模块通道a输出是一行高信号和低信号,其值取决于光传感器是否接收到光(高)或无光(低)。

怎么为电机控制系统选择合适的编码器?

当应用于光学编码器时,编码器分辨率以每转周期(CPR)为单位测量,分辨率是输出信号随每转增加的次数。这个数字可以根据磁盘上的行数进行调整;特别是对于更高的分辨率,它可以是行数的倍数,磁盘上的行数始终取决于分辨率,典型值从低分辨率(如32或64)到高分辨率(如5000或10000)。

物理上,在磁盘上最基本的形式中,一个循环由一个行/窗口对组成,CPR与行数、窗口数或行/窗口对数相同。在电气上,一个周期指编码器输出波形的完整周期,一个高脉冲和一个低脉冲的周期相当于360电子度。

CPR指的是圆盘上的线和窗的数量或旋转的电气循环,在这两种情况下,每转周期都是相同的数字,因为每对线/窗产生每一个电气循环,每转周期也给出了我们可以测量的最小距离除以每转360°机械度,即每循环的机械度。

分辨率倍增器

磁盘的分辨率与物理磁盘上的实际行数或窗口数有关,最简单的行数形式是分辨率,运动控制器可以从这些行生成输出波形,并从同一磁盘生成更高的分辨率。增量编码器通常使用正交方法。

怎么为电机控制系统选择合适的编码器?

增加了另一个LED和光电传感器,取代了第一个LED的90度角。请注意,90度角为1/4相位或象限,产生第二个输出波形,通道LED B与通道LED a的相位相差90度。

怎么为电机控制系统选择合适的编码器?

现在可以确定方向,从Led A到Led B,即顺时针旋转,分辨率可以乘以2或4的系数,这称为分辨率倍增,系统设计师可以选择接口芯片(例如LS7183N)计数。通过使用编码器来实现。

怎么为电机控制系统选择合适的编码器?

例如,考虑一个磁盘上有100行和窗口的编码器,亨士乐编码器的分辨率为100 CPR。

x1-如果我们在磁盘旋转时计算每个通道的上升沿脉冲,我们每转100个脉冲(100 PPR),这与100 CPR的分辨率相同,相同的期望值乘以1。

x2-如果我们计算通道A的每个上升沿和每个下降沿,我们每个周期得到2个计数,这意味着每转增加200个计数(200 PPR)。

x 4-如果我们计算通道A和通道B的每个上升沿和下降沿,我们每个周期得到4个计数,每转总计400个计数(400 PPR)。

请注意,我们没有改变光盘的分辨率,它保持不变,这取决于每转的周期数,但通过对输出波形进行不同的解码,我们能够在光盘电缆上获得最多4倍于每转的计数。

小结

始终选择最高分辨率的Hengstler编码器最佳实践是评估应用程序并选择满足您需求的最低分辨率,即使有更高的分辨率可用。高分辨率可能不是最佳选择的一些原因:成本:分辨率越高,成本越高。处理时间:读取每个周期需要时间。CPR越高,所需时间越长。高速应用:缩短每个周期的读取时间。抖动:敏感系统可能对高分辨率信息反应过度。大小:在某些情况下,较高的分辨率可能会影响大小。

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