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  • @. :HES-06-2MHCP光電編碼器

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  • 發布時間:2019/10/27 1:52:56
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  產品數量:1000
  包裝說明:原廠包裝
  價格說明:1
HES-06-2MHCP旋轉編碼器

當碼盤隨著被測轉軸轉動時,光源、光欄板與檢測光柵均不動,光線透過碼盤和檢測光柵上的透光縫隙照射到光電檢測器件上,光電檢測器件就輸出兩組相位相差90°電角度的近似于正弦波的電信號,正弦波電信號經過比較器,可以得到方波信號。一般增量式編碼器的輸出方式有電壓輸出、互補輸出、集電極開路輸出以及驅動器輸出。各種傳輸方式的電路:
由于我方的某控制系統遠離編碼器的安裝處,目前采用了驅動器輸出方式,驅動器輸出方式能提高信號的抗干擾能力,用與長距離傳輸。A、B、Z三路脈沖信號分別輸入驅動器,經驅動器反相后輸出相互正交的脈沖信號(脈沖幅度約3V左右)進行遠距離傳輸,通過檢測脈沖數即可知道被測轉軸的轉角或速度信息。信號
采用三路相互正交的脈沖信號進行長距離傳輸,目的是為了提高信號的抗干擾能力。但是,一般編碼器的輸出信號均要求與強電分開傳輸,而在我方具體的應用系統中,單獨鋪設編碼器信號傳輸電路存在施工難度,而且增加了線路的復雜性。為此,考慮將編碼器輸出信號進行光電轉換,采用塑料光纖進行傳輸(塑料光纖作為工業級應用場合,具有柔韌性高、不易磨損等特點)。從而可以將光纖與強電纜在同一線槽中鋪設,提高信號傳輸抗干擾的同時,節省了步線空間并降低了綜合成本。針對輸出的A、B、Z三相脈沖信號,可以直接將其轉換為光信號(如圖8所示),使光電編碼器的輸出方式統一規劃為光信號(電壓輸出、互補輸出、驅動器輸出、集電極開路輸出均可采用此種方法),而在接收端通過光纖接收器將光信號轉換為電信號
進入相應的處理電路,進行計數等處理。
工作溫度范圍0℃~70℃, 工作電流25mA,光纖采用Ф1塑料光纖。此處需明確波特率和比特率的區別。波特(baud)是指信號大小方向變化的一個波形,編碼器輸出波特率為1024ps,即每秒傳輸信號波形變化1024個。一個信號波形可以包含一個或多個二進制位,例如單比特信號的傳輸速率為9600bit/s,則其波特率為9600baud,它意味著每秒可傳輸9600個二進制脈沖。
如果信號波形由2個二進制位組成,當傳輸速率為9600bit/s時,則其波特率只有4800baud.實驗中選擇光纖收發器的通信速率為40Kbps時,HFBR-1523Z(發射),HFBR-2523Z(接收)光纖收發器可以滿足要求。圖10所示為從示波器上捕獲的波形。檢測發射器HFBR-1523Z的輸入DATE,波形如上面方波所示,經過電光轉換,然后通過塑料光纖傳輸,在接受器HFBR-2523Z的1引腳上檢測到的一幀接收號波形(下面),實現了編碼器脈沖信號的光纖傳輸

概述:電機的位置檢測在電機控制中是十分重要的,特別是需要根據 轉子位置控制電機運動狀態的應用場合,如位置伺服系統。電機控制系統中的位置檢測通常有:微電機解算元件,光電元件,磁敏元件,電磁感應元件等。這些位置檢測傳感器或者與電機的非負載端同軸連接,或者直接安裝在電機的特定的部位。其中光電元件的測量精度較高,能夠準確的反應電機的轉子的機械位置,從而間接的反映出與電機連接的機械負載的準確的機械位置,從而達到 控制電機位置的目的。在本文中我將主要介紹高精度的光電編碼器的內部結構、工作原理與位置檢測的方法。
一、光電編碼器的介紹:
  光電編碼器是通過讀取光電編碼盤上的圖案或編碼信息來表示與光電編碼器相連的電機轉子的位置信息的。根據光電編碼器的工作原理可以將光電編碼器分為 式光電編碼器與增量式光電編碼器,下面我就這兩種光電編碼器的結構與工作原理做介紹。
(一)、 式光電編碼器
式光電編碼器如圖所示,他是通過讀取編碼盤上的二進制的編碼信息來表示 位置信息的。
編碼盤是按照一定的編碼形式制成的圓盤。圖1是二進制的編碼盤,圖中空白部分是透光的,用“0”來表示;涂黑的部分是不透光的,用“1”來表示。通常將組成編碼的圈稱為碼道,每個碼道表示二進制數的一位,其中最外側的是 位,最里側的是 位。如果編碼盤有4個碼道,則由里向外的 位二進制可形成16個二進制數,因此就將圓盤劃分16個扇區,每個扇區對應一 1。
按照碼盤上形成的碼道配置相應的光電傳感器,包括光源、透鏡、碼盤、光敏二極管和驅動電子線路。當碼盤轉到一定的角度時,扇區中透光的碼道對應的光敏二極管導通,輸出低電平“0”,遮光的碼道對應的光敏二極管不導通,輸出高電平“1”,這樣形成與編碼方式一致的高、低電平輸出,從而獲得扇區的位置腳。
二)、增量式光電編碼器
增量式光電編碼器是碼盤隨位置的變化輸出一系列的脈沖信號,然后根據位置變化的方向用計數器對脈沖進行加/減計數,以此達到位置檢測的目的。它是由光源、透鏡、主光柵碼盤、鑒向盤、光敏元件和電子線路組成。
增量式光電編碼器的工作原理是是由旋轉軸轉動帶動在徑向有均勻窄縫的主光柵碼盤旋轉,在主光柵碼盤的上面有與其平行的鑒向盤,在鑒向盤上有兩條彼此錯開90o相位的窄縫,并分別有光敏二極管接收主光柵碼盤透過來的信號。工作時,鑒向盤不動,主光柵碼盤隨轉子旋轉,光源經透鏡平行射向主光柵碼盤,通過主光柵碼盤和鑒向盤后由光敏二極管接收相位差90o的近似正弦信號,再由邏輯電路形成轉向信號和計數脈沖信號。為了獲得 位置角,在增量式光電編碼器有零位脈沖,即主光柵每旋轉一周,輸出一個零位脈沖,使位置角清零。利用增量式光電編碼器可以檢測電機的位置和速度。
二、光電編碼器的測量方法:
光電編碼器在電機控制中可以用來測量電機轉子的磁場位置和機械位置以及轉子的磁場和機械位置的變化速度與變化方向。下面就我就光電編碼器在這幾方面的應用方法做一下介紹。
(一)、使用光電編碼器來測量電機的轉速
可以利用定時器/計數器配合光電編碼器的輸出脈沖信號來測量電機的轉速。具體的測速方法有M法、T法和M/T法3種。
  M法又稱之為測頻法,其測速原理是在規定的檢測時間Tc內,對光電編碼器輸出的脈沖信號計數的測速方法,如圖2所示,例如光電編碼器是N線的,則每旋轉一周可以有4N個脈沖,因為兩路脈沖的上升沿與下降沿正好使編碼器信號4倍頻。現在假設檢測時間是Tc,計數器的記錄的脈沖數是M1,則電機的每分鐘的轉速為
在實際的測量中,時間Tc內的脈沖個數不一定正好是整數,而且存在 半個脈沖的誤差。如果要求測量的誤差小于規定的范圍,比如說是小于百分之一,那么M1就應該大于50。在一定的轉速下要增大檢測脈沖數M1以減小誤差,可以增大檢測時間Tc單考慮到實際的應用檢測時間很短,例如伺服系統中的測量速度用于反饋控制,一般應在0.01秒以下。由此可見,減小測量誤差的方法是采用高線數的光電編碼器。
M法測速適用于測量高轉速,因為對于給定的光電編碼器線數N機測量時間Tc條件下,轉速越高,計數脈沖M1越大,誤差也就越小。
T法也稱之為測周法,該測速方法是在一個脈沖周期內對時鐘信號脈沖進行計數的方法,如圖3所示。例如時鐘頻率為fclk,計數器記錄的脈沖數為M2,光電編碼器是N線的,每線輸出4N個脈沖,那么電機的每分鐘的轉速為
為了減小誤差,希望盡可能記錄較多的脈沖數,因此T法測速適用于低速運行的場合。但轉速太低,一個編碼器輸出脈沖的時間太長,時鐘脈沖數會超過計數器 計數值而產生溢出;另外,時間太長也會影響控制的快速性。與M法測速一樣,選用線數較多的光電編碼器可以提高對電機轉速測量的快速性與精度。
M/T法測速是將M法和T法兩種方法結合在一起使用,在一定的時間范圍內,同時對光電編碼器輸出的脈沖個數M1和M2進行計數,則電機每分鐘的轉速為
實際工作時,在固定的Tc時間內對光電編碼器的脈沖計數,在 個光電編碼器上升沿定時器開始定時,同時開始記錄光電編碼器和時鐘脈沖數,定時器定時Tc時間到,對光電編碼器的脈沖停止計數,而在下一個光電編碼器的上升沿到來時刻,時鐘脈沖才停止記錄。采用M/T法既具有M法測速的高速優點,又具有T法測速的低速的優點,能夠覆蓋較廣的轉速范圍,測量的精度也較高,在電機的控制中有著十分廣泛的應用。

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