"Nguyên tắc ứng dụng bộ mã hóa quang điện và định nghĩa công nghiệp" được cung cấp bởi Changchun Sanfeng Sensing Technology Co., Ltd. Bộ mã hóa quang điện cho bạn, "Nguyên tắc ứng dụng bộ mã hóa quang điện và định nghĩa công nghiệp" là kiến thức chung và năng động của các dụng cụ quang điện như bộ mã hóa, "Nguyên tắc ứng dụng bộ mã hóa quang điện và định nghĩa ngành công nghiệp" sẽ cung cấp cho bạn nhiều tài liệu phong phú để tìm hiểu thêm, hy vọng nó sẽ giúp bạn!

　　

Bộ mã hóa quang điện là một loại cảm biến vị trí quay được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống servo hiện đại để đo độ dịch chuyển góc hoặc tốc độ góc. Trục quay của nó thường được kết nối với trục quay được đo và quay cùng với trục được đo. Nó có thể chuyển đổi độ dịch chuyển góc của trục được đo thành mã hóa nhị phân hoặc một chuỗi các xung.

Bộ mã hóa quang điện được chia thành hai loại, công thức và tăng cường. Bộ mã hóa quang điện gia tăng có ưu điểm về cấu trúc đơn giản, kích thước nhỏ, giá thấp, độ chính xác cao, tốc độ phản ứng nhanh và hiệu suất ổn định. Nó được sử dụng rộng rãi hơn. Trong độ phân giải cao và một số lượng lớn các hệ thống đo tốc độ/dịch chuyển góc, bộ mã hóa quang điện tăng thêm là * nhiều hơn. Bộ mã hóa loại có thể trực tiếp cung cấp thông tin kỹ thuật số tương ứng với từng góc, thuận tiện cho việc xử lý máy tính, nhưng khi số lượng thức ăn lớn hơn một lần quay, cần phải xử lý đặc biệt, và phải sử dụng bánh răng giảm tốc để kết nối hơn hai bộ mã hóa, tạo thành một thiết bị phát hiện đa cấp, làm cho cấu trúc phức tạp và chi phí cao.

Bộ mã hóa tăng 1

1.1 Cấu trúc của bộ mã hóa quang điện tăng cường

Bộ mã hóa tăng cường là khi một đĩa quay với trục quay đưa ra một loạt các xung, sau đó cộng hoặc trừ các xung này bằng bộ đếm theo hướng quay để biểu thị lượng dịch chuyển góc quay. Sơ đồ cấu trúc của bộ mã hóa quang điện tăng cường được thể hiện trong Hình 1.

Sơ đồ 1 Sơ đồ cấu trúc đĩa quang tăng cường

Một đĩa quang điện tử được kết nối với trục quay. Đĩa mã có thể được làm bằng vật liệu thủy tinh, bề mặt được mạ một lớp chrome kim loại không truyền ánh sáng, sau đó tạo ra một khe truyền ánh sáng hướng tâm ở các cạnh. Khe hở thấu quang được chia đều trên chu vi đĩa mã, số lượng từ mấy trăm đến mấy ngàn cái. Như vậy, toàn bộ chu vi đĩa mã được chia thành n rãnh xuyên quang. Các đĩa quang điện tử tăng cường cũng có thể được làm bằng các tấm thép không gỉ, sau đó các khe truyền ánh sáng phân bố đều được cắt ở các cạnh chu vi.

1.2 Nguyên tắc hoạt động của bộ mã hóa tăng cường

Bộ mã hóa tăng cường hoạt động như thể hiện trong Hình 2. Nó bao gồm một đĩa chính, một đĩa giám định, một hệ thống quang học và một bộ chuyển đổi quang điện. Các khe hẹp giống như bức xạ với khoảng cách bằng nhau được khắc trên chu vi của đĩa mã chính (đĩa quang) của đồ họa, tạo thành các vùng trong suốt và mờ phân bố đều. Đĩa giám định song song với đĩa chính và được khắc với hai nhóm A và B trong suốt phát hiện các khe hẹp, cách nhau 1/4 pitch để làm cho tín hiệu đầu ra của hai bộ chuyển đổi quang điện A và B khác nhau 90 ° trong pha. Khi làm việc, bánh giám định đứng yên, bánh xe chính chuyển động với trục quay, ánh sáng phát ra từ nguồn sáng phát ra trên bánh xe chính và bánh xe giám định. Khi vùng mờ đục trên đĩa chính được căn chỉnh chính xác với khe hẹp trong suốt trên đĩa giám định, tất cả ánh sáng đều bị che khuất và điện áp đầu ra của bộ chuyển đổi quang điện là nhỏ; Khi vùng trong suốt trên đĩa chính được căn chỉnh chính xác với khe hẹp trong suốt trên đĩa giám định, tất cả ánh sáng đều đi qua và điện áp đầu ra của bộ chuyển đổi quang điện là lớn. Mỗi chu kỳ ghi điểm của đĩa chính, bộ chuyển đổi quang điện sẽ xuất ra điện áp sóng sin gần đúng và chênh lệch pha điện áp đầu ra của bộ chuyển đổi quang điện A và B là 90 °.

Hình 2 Nguyên tắc làm việc của bộ mã hóa tăng dần Hình 3 Dạng sóng đầu ra của bộ mã hóa quang điện

Nguồn sáng của bộ mã hóa quang điện thường được sử dụng là diode phát sáng có hiệu ứng tập trung của riêng nó. Khi bánh mã quang điện chuyển động với trục làm việc, ánh sáng xuyên qua các khe khe giữa bảng mã quang điện và bảng quang điện, hình thành tín hiệu ánh sáng lúc sáng lúc tối. Các yếu tố nhạy sáng chuyển đổi tín hiệu ánh sáng này thành tín hiệu xung điện, sau khi thông qua mạch xử lý tín hiệu, tín hiệu xung được xuất ra cho hệ thống điều khiển số, cũng có thể được hiển thị trực tiếp bằng ống kỹ thuật số.

Độ chính xác đo của bộ mã hóa quang điện có liên quan đến số lượng khe sọc n trên chu vi đĩa mã hóa, và góc α có thể được phân biệt là:

α=360 °/n (1) Độ phân giải=1/n (2)

Ví dụ: số khe truyền ánh sáng ở cạnh đĩa mã là 1024, thì góc nhỏ có thể phân biệt α=360 °/1024=0,352 °.

Để xác định hướng quay của đĩa, hai khe phải được thiết lập trên bảng điều khiển thanh ánh sáng với khoảng cách gấp đôi (m+1/4) khoảng cách của hai khe trên đĩa, m là số nguyên dương và hai bộ phần tử nhạy sáng tương ứng, chẳng hạn như phần tử nhạy sáng A, B trong hình 1, đôi khi còn được gọi là phần tử cos, sin. Khi đối tượng phát hiện quay, bộ mã hóa quang điện được gắn đồng trục hoặc liên kết sẽ xuất ra tín hiệu xung kỹ thuật số với pha A và B chênh lệch 90 °. Dạng sóng đầu ra của bộ mã hóa quang điện được thể hiện trong Hình 3. Để có được vị trí xoay của bảng, bạn cũng phải đặt một điểm cơ sở, ví dụ như "khe biểu tượng 0" trong hình 1. Với mỗi vòng quay của đĩa, phần tử nhạy sáng tương ứng với khe đánh dấu số không tạo ra một xung gọi là "xung một vòng", xung C0 trong hình 3.

Hình 4 cho biết dạng sóng của tín hiệu A và B và mối quan hệ theo thứ tự thời gian của nó khi bộ mã hóa đảo ngược tích cực, và giai đoạn của tín hiệu A trước tín hiệu B 90 ° khi bộ mã hóa quay tích cực, như thể hiện trong hình 4 (a); Khi đảo ngược, pha B dẫn trước tín hiệu A 90 °, như thể hiện trong Hình 4 (b). Số xung đầu ra A và B có mối quan hệ tuyến tính với số lượng thay đổi độ dịch chuyển góc được đo, do đó, bằng cách đếm số xung có thể tính được độ dịch chuyển góc tương ứng. Phương hướng quay và độ dịch chuyển góc quay/tốc độ của máy đo được điều chỉnh một cách chính xác dựa trên mối quan hệ này giữa A và B, được gọi là nhận dạng xung và đếm. Sự phân biệt và đếm các xung có thể được thực hiện bằng cả phần mềm và phần cứng.

Hình 4 Các dạng sóng tích cực và đảo ngược của bộ mã hóa quang điện

2. Bộ mã hóa loại

Bộ mã hóa kiểu là các yếu tố phát hiện chuyển đổi trực tiếp các góc được đo thành các mã tương ứng bằng các thông tin mẫu trên bánh mã đọc. Đĩa mã hóa có ba loại là quang điện, tiếp xúc và điện từ.

Đĩa quang điện là một loại được sử dụng nhiều hơn hiện nay, nó được in trên đĩa vật liệu trong suốt. Hình 5 được thể hiện là các bảng điện tử bốn chữ số, các vòng tròn trên bảng điện tử lần lượt đại diện cho một đường mã số nhị phân, in các mẫu khoảng cách như đen và trắng trên cùng một đường mã, hình thành một bộ mã hóa. Các vùng không phải chiếu sáng màu đen và các vùng chiếu sáng màu trắng lần lượt đại diện cho "0" và "1" của hệ thống nhị phân. Trên một đĩa quang điện tử bốn chữ số, có bốn vòng mã số, mỗi vòng đại diện cho một bit của hệ nhị phân, bên trong là một vị trí cao và bên ngoài là một vị trí thấp, có thể được mã hóa 24=16 trong phạm vi 360 °.

Khi làm việc, một bên của đĩa mã đặt nguồn điện, bên kia đặt thiết bị tiếp nhận quang điện, mỗi kênh mã tương ứng với một ống quang điện và mạch khuếch đại, chỉnh hình. Đĩa mã chuyển tới các vị trí khác nhau, linh kiện quang điện tiếp nhận tín hiệu quang học, cũng chuyển thành tín hiệu điện tương ứng, sau khi phóng đại chỉnh hình, trở thành tín hiệu điện kỹ thuật số tương ứng. Nhưng do ảnh hưởng của độ chính xác của sản xuất và lắp đặt, khi đĩa quay trong quá trình luân phiên hai sân, lỗi đọc sẽ xảy ra. Ví dụ, khi đĩa quay theo chiều kim đồng hồ, thay đổi từ vị trí'0111'thành'1000', bốn chữ số này có thể thay đổi cùng một lúc, có thể đọc sai số thành bất kỳ mã nào trong 16 mã, chẳng hạn như 1111, 1011, 1101,... 0001, v.v., tạo ra một lỗi số lớn không thể ước tính được gọi là lỗi không đơn giá trị.

Để loại bỏ các lỗi không đơn giá trị, các phương pháp sau đây có thể được sử dụng.

B5-05=giá trị thông số Kd, (cài 2)

Mã tuần hoàn theo thói quen còn được gọi là mã Grey, nó cũng là một loại mã nhị phân, chỉ có hai số "0" và "1". Hình 6 được hiển thị dưới dạng mã vòng lặp nhị phân bốn chữ số. Mã hóa này có đặc điểm là chỉ có một mã thay đổi giữa hai mã liền kề bất kỳ, tức là '0' trở thành '1' hoặc '1' trở thành '0'. Do đó, trong quá trình chuyển đổi hai số, lỗi đọc được tạo ra không vượt quá'1', chỉ có thể được đọc thành một trong hai số liền kề. Vì vậy, nó là một cách hiệu quả để loại bỏ các lỗi không đơn lẻ.

2.2 Đĩa tuần hoàn nhị phân với thiết bị quang điện phán quyết

Loại đĩa này là tăng thêm một vòng tín hiệu ở vòng ngoài của bốn đĩa tuần hoàn nhị phân. Hình 7 cho thấy đĩa tuần hoàn nhị phân với thiết bị quang điện tử. Vị trí của các bit tín hiệu trên vòng ngoài của đĩa này được đặt chính xác cách xa đường giao trạng thái và chỉ được đọc khi phần tử quang điện ở vị trí tín hiệu có tín hiệu, do đó không có lỗi không đơn giá trị.