电机控制系统如何选择编码器?
电机控制系统如何选择编码器?如果电机的运动控制系统选择编码器,将面临许多技术术语,可用的数据量可能会非常庞大。 三个值得注意的重要概念是分辨率、精度和精密度,这些术语相互独立,分别指特定的编码器特性,不可互换。 的型号编码器也可以在一定的分辨率范围内使用。 例如,一个编码器有从64 CPR到10000 CPR的20种不同的分辨率。
分辨率
在数学、科学和工程中,“分辨率”一词指定可测量或观测的最小距离,为了创建增量编码器,制造商创建了将磁盘分割为不同区域的带有模式的磁盘。 例如,典型的图案包括打印在透明磁盘上的线条和窗口。
一个LED向光盘照射光时,光照射到一个窗口或一条线,光通过光盘到达另一个光传感器,当光盘旋转时,编码器模块的信道a的输出是一系列的高信号和低信号,其值由光电传感器轻(高
适用于光学编码器时,编码器分辨率以1圈周期(CPR )为单位进行测量,分辨率指定输出次数信号每圈越高,该数字可以与磁盘上的行数一致。 特别是在分辨率高的情况下,也可以是行数的倍数,光盘上的行数总是与分辨率有关,标准值的范围从32或64这样的低分辨率到5000或10000这样的高分辨率。
从物理上讲,在磁盘上基本的格式中,一个周期由一对行/窗口组成,而CPR与行数、窗口数或行/窗口对数相同。 在电学上,一个周期是指编码器输出波形的一个完整周期,一个高脉冲和低脉冲的一个周期等于360电子角。
CPR可以指磁盘上的行数和窗口数,或者旋转的电力循环。 在所有情况下,每个旋转周期都是相同的数字。 这是各线/窗口生成各电力循环的原因,各旋转周期为360的机械度数,即除以各循环的机械度数的zui小距离。
分辨率倍增
磁盘的分辨率与物理磁盘上的实际线或窗口的数量相关联。 zui基本形式的行数是分辨率,运动控制器从这些线生成输出波形,从同一磁盘生成更高的分辨率。 增量编码器通常使用正交的方法。
添加另一个LED和光电传感器代替di一个LED的电角度90度,注意电角度90度是1/4相位或象限,生成di二个输出波形,通道Led B与通道Led A错开90度相位。
可以决定方向。 从指示灯a到指示灯b顺时针旋转。 分辨率可以乘以2或4的系数。 这被称为分辨率倍增,系统设计者可以通过用编码器对LS7183N等接口芯片进行计数来实现。
例如,让我们看看磁盘有100行和一个窗口,编码器分辨率为100 CPR的编码器。
x1在磁盘旋转的同时计算各通道的上升脉冲,每转可得到100脉冲(100 PPR )。 这与100 CPR的分辨率相同,与乘以1的期望值相同。
x2分别计算通道a的上升沿和下降沿,则得到每转增加200脉冲(200 PPR )的2个周期的脉冲数。
x4计算通道a和通道b的上升沿和下降沿时,每个周期产生4个脉冲,每转共计400个脉冲(400 PPR )。
磁盘的分辨率不变,保持设定,由每转的周期数决定,但通过不同的方法对输出波形进行解码,可以使每转的脉冲数zui多增加4倍。
结论
始终选择zui高分辨率的zui佳实践是评估应用程序,并选择zui低分辨率以满足更高的分辨率的需要。 有些高分辨率可能不是zui佳选择。 成本:分辨率越高,成本越高。 处理时间:每个周期需要一段时间。 CPR越高所需时间越长。 高速应用:减少每个周期的读取时间。 抖动:高灵敏度的系统可能会对高分辨率的信息反应过度。 大小:在某些情况下,高分辨率会影响大小。
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