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旋转编码器为什么需要光栏板?
发布时间:2019-04-04
发布者:
浏览次数:172次

增量式编码器的学习中,我们知道,编码器内部有两个玻璃片:一个是大圆盘(称为码盘),上面有等距离的向心刻线;另一个是扇形片(称为光栏板),上面刻有两组条纹A和B,彼此错开1/4节距(指码盘上每两条条纹之间的距离)。如图1所示。

图1 增量式编码器工作原理


为什么需要光栏板呢?假如这样,如图2所示,会怎么样呢?

图2 单向计数器工作原理


没有了光栏板,也就只有一种形状的波形输出(A),对A脉冲序列计数,也能得出移动距离。


但是由于旋转编码器通常用于运动直线轴在行程范围内的位移测量,而脉冲序列计数检测的是增量距离,图2只是一个单向脉冲计数器,并不能知道编码器的旋转方向,即无法知道轴的移动方向。


于是我们想到了光栏板,使得有两路序列脉冲输出。显然这两路脉冲必须不同。

  • 怎么不同法?频率?幅值?相位?

频率不可能不同,处理不同幅值的脉冲会增加成本,所以我们用相位(phase)表示其不同。

  • 两路脉冲的相位差多少度?

一个周波是360°,1/2周波?1/4周波?当编码器改变旋转方向时,相位差1/4周波(即90°)的两路脉冲就表现出了差别,如图3所示。

图3 相位差90°的区别


光栏板上A组和B组条纹之间的距离与码盘上条纹之间的距离不相等,不完全对正,错开1/4节距(pitch),如图4所示。这样两路脉冲相位差就是90°了。

图4 1/4节距示意图


所以,光栏板的存在是为了判别旋转编码器的旋转方向而设。如果你只需要单向计数,那么没有光栏板,也是一个简易的编码器。



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