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Hengstler编码器是如何进行速度测量的?

编辑:Hengstler(亨士乐)编码器    发布时间:2022-09-20 09:10:52

摘要:对于电机的转速测量,可以将增量式编码器安装在电机上,用Hengstler编码器的轴连接电机的轴或者与之连接的丝杆上,电机带动丝杆旋转同时编码器测量出旋转信号。通过这个旋转信号可以计算出电机的转速。
Hengstler编码器是如何进行速度测量的?

Hengstler编码器在生产生活中一般应用于角度测量或直线距离测量,但它也可用于执行转速或线速度测量。这是因为编码器的脉冲频率与其旋转速度之间存在线性关系。当编码器旋转得更快时,脉冲频率便以相同的速率增加。

Hengstler编码器是如何进行速度测量的?

对于电机的转速测量,可以将增量式编码器安装在电机上,用编码器的轴连接电机的轴或者与之连接的丝杆上,电机带动丝杆旋转同时编码器测量出旋转信号。通过这个旋转信号可以计算出电机的转速,把旋转信号转换成直线信号能计算出平移速度以及位置信息,然后用控制器对编码器进行计数,最后通过特定的方法计算出电机的转速。

Hengstler编码器速度可以通过两种方法中的任何一种来确定:脉冲计数或脉冲计时。 

编码器的编码方式:正交编码


增量式编码器通常在两个通道上输出信号-通常称为“A”和“B”两个相位之间偏移90度。旋转的方向可以由哪个通道在前来确定。通常情况下,如果通道A在前,则方向取为顺时针,如果通道B在前,则方向为逆时针。正交输出还允许通过使用X2或X4解码技术来增加编码器的分辨率。使用X2解码时,通道A的上升沿和下降沿都会被计数,每转计数的脉冲数加倍,因此亨士乐编码器的分辨率翻倍。使用X4解码,通道A和B的上升沿河下降沿都会被计数,从而将分辨率提高四倍。

6.1.jpg 

X4编码,通道A和B的上升沿和下降沿都被计数

编码器的计数方式:脉冲计数


脉冲计数使用采样周期(t)和采样周期内计数的脉冲数(n)来确定一个脉冲(t/n)的平均时间。知道编码器每转的脉冲数(N),可以计算出速度。

ω=2πn/Nt

其中:

ω=角速度(rad/s)

n=脉冲数

t=采样周期(s)

N=每转脉冲

6.2.jpg 

在低速时,脉冲计数的分辨率较差,所以这种方法最适用于高速应用。

编码器的脉冲时间


利用脉冲计数法,在一个编码器周期(间距或两个相邻的行或窗口之间的间隔)期间计数高频时钟信号。时钟信号(m)的周期数除以时钟频率(f)给出编码器周期的时间(Hengstler编码器旋转一个节距的时间)。如果编码器PPR由N表示,则编码器的角速度由下式给出:

ω=2πf/Nm

其中:

ω=角速度(rad/s)

f=时钟频率(Hz)

m=时钟周期数

N=每转脉冲

在高速情况下,脉冲时序(也称为脉冲频率)之间的时间可能太少,无法精确测量时钟周期,所以此方法最适合低速应用。

编码器进行速度测量的准确性


编码器速度测量的准确性可能受到各种因素的影响,包括仪器误差,相位误差和插值误差。

仪器误差包括编码器中的机械缺陷和编码盘或分划板上的刻度误差,例如线或窗口之间的间距变化。与仪器有关的误差还包括基板的平直度,传感器的不精确定位以及Hengstler编码器和电机轴之间缺乏同心度。

相位误差源于脉冲或读数之间没有信息的事实。换句话说,正交编码器只读取一个或两个通道(A和B)上信号的边沿,并在这些读数之间不传送信息。相位误差只是固定的测量步骤的±1/2或计数。

只有在编码器分辨率超出正交编码器固有的X4解码的电子电平时,才会出现插值错误。插值误差往往随着编码器速度的增加而增加。使用具有更高行数或更多窗口的编码器可以减少插值和相位误差。

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