电动机的单片机控制P101124.docx
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电动机的单片机控制P101124
在对电动机控制中.控制系统可分为开环系统和闭环系统两类。
开环控制系统比较简单·能够满足一般的控制要求;闭环控制系统则用于有精度要求的控制。
在电动机控制系统中·这些精度要求包括:
电动机本身的精度要求.如角度和转速;执行机构的精度要求,如线位移和角位移,要实现对这些物理量的精确控制.就必须通过高精度的检测传感器对这些物理量进行检测.将检测的结果转换成数字量.反馈给单片机.通过单片机对这些数据进行处理·处理的结果作为控制量对电动机进行控制.从而实现了闭环控制。
所以.检测传感器加上反馈环节是开环控制系统和闭环控制系统的主要区剐,是电动机闭环控制系统的重要组成部分。
本章我们将介绍在电动机控制中常用的位移、角度、转速检测传感器的工作作原理.以及它们与单片机的接口。
5.1光栅位移检测传惑器
光栅是一种在基体七刻制有等间距的均匀分布条纹的光学元件一光栅技术已经出现100多年了.随着光栅的刻制技术、电子技术的发展.光栅莫尔条纹细分技术的不断改进.以及计算机处理技术的巨大进步,光栅技术在近二三十年得到了快速的发展,利用光栅进行位移测量.应用于电动机及执行机构的闭环控制中.已经是相当普遍的事。
5.1.1光栅传感器的特点和分类
光栅传感器有以下优点。
①输出数字信号。
光栅传感器输出的是数字信号,这使它易于与数字电路.特别是单片机接口。
②高精度,由于精密的光刻技术和电子细分技术,以及奠尔条纹所具有的对局部误差的消除作用,光栅传感器可以得到很高的测量精度。
在大量程方面,光栅传感器的测量精度仅次于激光测量,而成本却比其低得多。
目前.用于长度测量的光棚.其测量误差可控制在0.2~o.4μm/m以内,精度为0.5~3μm/1500mm.分辨率可做到O.1μm允许计数速度为200mm/s。
表5-l列出了几种常用的光栅传感器精度。
表5一l各种光栅传感器的精度
注:
精度系指两点间最大均方根误差。
③同时具备大量程、高分辨率的特点。
一般的传感器很难在大量程和高分辨率两个方面同时兼顾。
④有较强的抗干扰能力。
数字信号输出般都比模拟信号输出具有更高的抗干扰能力。
⑤信号处理电路简单、可靠。
对于光栅的输出信号.用数字电路进行整形、细分、辨向处理,特别是对于普通分辨率和普通精度的光栅传感器.一般都将信号处理电路和光栅部件组装在一起,体积小,应用方便。
传感器的输出接口电路都有驱动器,因此有带负载能力和长距离
图5-1透射式光栅传感器
传输能力。
⑥惯量小。
光栅传感器体积小,重量轻,对组成系统的惯量和动态特性影响小。
光栅传感器也有它本身的缺点。
①对环境条件敏感。
由于光栅传感器的光栅片一般是用玻璃制作的,而且移动光栅片与固定光栅片之间的间隙很小,因此对环境如湿度、温度、振动.冲击等较为敏感。
环境的变化会髟响光栅传感器的性能和可靠性。
②一般的光栅传感器都是增量式的.信号的输出是串行的。
如果要求绝对式的、并行的光栅传感器,则信号的读取电路复杂,速度无法提高。
光栅传感器可分为透射式光栅和反射式光栅两种。
图5~l是透射式光栅传感器的结掏,其特点是光敏元件和光源分别位于光栅副的两侧,光栅是由透光材料(如玻璃)制成的。
图5—2是反射式光栅传感器的结构,光敏元件和光源位于光栅副的侧,光栅是由不透光材料(如金属)制成的。
5I2光栅位移传感器的组成
光栅传感器系统是由光栅、光栅光学系统、光电接收电路系统纰成。
1.光栅光栅的表面刻有规则排列和形状的刻线,这些刻线可以是透光的(透射式)或不透光的(反
射式)。
常用的光栅传感器的刻线多属于黑自型的.如图5-3所示。
这种刻线(或称栅线)的白色宽度为a,黑色宽度为b.通常情况下a=b。
图中的w=a+b,称为光栅栅距.或称为光栅常数。
2光栅光学系统
光栅光学系统的作用是形成莫尔条纹。
圈5-4是光栅光学系统的原理图,可分成光源系统和光栅付2部分.分别介绍如下,
图5-3黑白型光栅
(1)光源系统
光源系统包括光源和凸透镜。
从光源发出的光经过凸透镜后.变成平行光线,照射到光栅E。
对光源的要求是:
能够提供稳定的光能量.光效率要高.发热量要小.寿命长,供电电路简单。
符合上述要求的常用光源是砷化镓(GaAs)发光.极管它的光波长为0.88~0.94μm,与光敏接收元件的最敏感光谱十分接近.因此效率高,另外.砷化镓发光二极管还有体积小.发热少,寿命长,光源与凸透镜制作成一体的诸多优点.但由于这种光源发出的是不可见光。
因此对安装调试要求较高。
(2)光栅副
图5—4中的光栅副包括标尺光栅和指示光栅.标尺光栅是测量的基准.它决定测量的精度。
指示光栅一般不做成满量程,而只取一小块.足够覆盖光电元件即可。
标尺光栅也称移动
光栅,而指示光栅又称固定光栅。
这种称呼是根据光栅在作中是否运动来决定的。
大多数情况下,指示光栅光栅是不动的.但有些特殊场合,指示光栅成为移动光栅。
光栅的材料多用玻璃和不锈钢。
玻璃用于透射式光栅,不锈钢用于反射式光栅。
光栅间的间歇比较小.一般通过下面公式计算来决定:
式中λ—有效光波波长。
3.光电接收系统
光电接收系统是由光敏元件组成.它将莫尔条纹的光学信号转换成电信号。
光敏元件有:
光敏二极管、光敏三极管、光电池、其中光敏三极管灵敏度高、负载能力强、较为常用。
光敏三极管输出电流在5mA以上。
峰值光敏波长K为0.86~0.9μm,响应时间为2μs,响应频率在100KHz以下。
5.1.3光栅位移传感器工作原理
将标尺光栅和指示光栅重叠在一起,并使它们的刻线之间形成一个很小的交角θ,如图5-5(a)所示。
由于遮光效应,在黑色光栅相交处,刻线聚集较密.形成暗带;其他地方.刻线较稀,形成亮带。
这种在光栅垂直方向上出现的明暗相间的条纹就称为莫尔(Moire,法语指水面波纹的意思)条纹。
两条暗纹之间的距离离称为莫尔条纹间距,用B来表示。
根据图55(b).莫尔条纹间距B与栅距W和夹角θ有如下关系:
由式(5-2)可使,两光栅刻线交角越小.莫尔条纹间距B越大。
莫尔条纹与光栅刻线间的夹角θ的平分线近似垂直.当标尺光栅和指示光栅的交角θ保持不变而相对移动时,莫尔条纹将沿着刻线方向移动。
光栅移动了W/2栅距时,莫尔条纹
5-5莫尔条纹形成原理
由亮条纹变为暗条纹(或由暗条纹变为亮条纹);光栅再移动w/2栅距时.奠尔条纹则由暗条纹变回亮条纹(或由亮条纹变回暗条纹)。
因此.光栅移动一个栅距W时.莫尔条纹也移动一个间距B,同时.在指示光栅上的光敏元件接收到一次光脉冲的照射,并相应输出一个电脉冲。
通过计数电脉冲的数目.就可以测量标尺光栅移动的位移x,即
x=i×W(5-3)式中,i--电(光)脉冲的个数。
由式(5-2)可知.只要保持光栅刻线交角θ足够小.就能获得足够大的、放大了的莫尔条纹间距B》W。
因此.通过读莫尔条纹的数目即光栅数目,来测量标尺光栅的位移.比读光栅刻线要方便得多。
利用莫尔条纹实现位移的测量有如下特点。
(1)莫尔条纹间距对光栅栅距有放大作用
由式(5-2).如果W=0.02mm,θ=O.1°(0.OO174532rad)时.B=ll.4592mm。
这就是说,光栅移动0.02mm时.莫尔条纹移动11.4592mm,莫尔条纹起了放大I/θ倍的作用。
这样,光敏元件就可以直接布置在莫尔条纹宽度范周内。
(2)莫尔条纹对光栅栅距局部误差有消差作用
在光栅测量过程中,标尺光栅上的数十条、数百条刻线参与测量,个别刻线的栅距误差会得到均化作用,对整个奠尔条纹的位置和形状影响较小.因此.奠尔条纹就具有了对光栅栅距局部误差的消差作用。
莫尔条纹位置的标准差σX和单条刻线位置的标准差σ的关系可由下式表示
式中n---参与形成莫尔条纹的刻线数。
如果n=500,由式(5—4)可得,σX=0.045σ,可见个别刻线的误差对测量结果影响很小。
实际上,莫尔条纹从亮条纹到暗条纹.以及从暗条纹到亮条纹的变化不是阶跃性的,而是逐渐过渡的。
图5-6给出了移动的标尺光栅相对不动的指示光栅移动一个栅距W时,光敏元件接收的光照强度也经历一个周期的变化,即由暗-弱-半亮-亮-半亮弱-暗(或由亮-半亮-弱-暗-弱-半亮-亮)变化一次;如果光栅再相对移动一个栅距.则光强度再周期性的变化一次。
光强度的周期变化使光敏元件的输出也同步周期变化,其输出波形近似于正弦波形.可用下式表示
式中 U0--输出信号的直流分量
Um--交流信号的幅值。
图5-6光敏元件对应光栅光强度变化所输出的波形
图5-6表示了光敏元件的输出随光栅光强度变化而变化的规律。
光强度变化一次所需的时间(周期)与光栅位移一个栅距所需的时间是相同的。
以上我们介绍了用光栅测量位移的原理,但位移除了有大小的属性外.还有一个属性,这就是位移的方向。
为了辨别标尺光栅位移的方向,仅靠一个光敏元件输出一个信号是不行的,必须有2个以上的信号根据它们的相位不同来判断位移方向。
因此,在指示光栅上安装2个光敏元件Ta、Tb,安装位置如图5-7所示,2个光敏元件相距B/4.这样,它们的输出Ua、Ub相位相差90。
。
标尺光栅向左或向右移动时,莫尔条纹则相应地向上或向下移动,如果我们能够辨别莫尔条纹是上移还是下移,那么我们就能知道标尺光栅移动的方向了。
由图5-7可见.当莫尔条纹上移时,Tb先感知莫尔条纹,而Ta后感知莫尔条纹,ua落后ub90°;当莫尔条纹下移时.Ta先感知莫尔条纹.而Tb后感知莫尔条纹,ub落后ua90°。
2个光敏元件的输出经过整形后送入辨向电路。
辨向电路是一个逻辑电路,如图5—8(a)所示。
用ua作为2个与门的控制信号,ub信号分成2路:
一路径微分电路后送与门Y1,另一路反相后再微分送与门Y2。
由图5-8(b)波形图可见,莫尔条纹下移时,ub的微分脉冲出现在ua的高电平区间,与门Yl有脉冲输出.它表示了莫尔条纹下移;莫尔条纹上移时,ub微分脉冲出现在ua的高电平区间,与门Y2有脉冲输出,它表示了莫尔条纹上移,由此可以辨别光栅的移动方向。
图5-8辨向电路和波形图
5.1.4光栅细分技术
当要求高分辨率、高精度的光栅传感器时,受刻线技术的影响,不可能仅靠提高刻线密度来实现,这就需要采用莫尔条纹细分技术。
莫尔条纹细分有多种方法.这里我们只介绍光学细分法和电子细分法这两种常用方法。
1.莫尔条纹光学细分法
在莫尔条纹光学细分法中,最突出的是光栅倍增细分法。
这种方法采用密光栅作为指示
位移测量系统中都需要有绝对零位标志,用来作为坐标原点。
在标尺光栅上也刻有零位标志,如图5-2所示。
光栅,稀光栅作为标尺光栅,稀光栅的栅距是密光栅栅距的整数倍.我们称其为放大因子β。
β可由下式表示
式中WS--稀光栅栅距;
Wr--密光栅栅距。
当β值不同时,莫尔条纹的数目也不同.图5-9给出了莫尔条纹随β值变化的情况。
由图可见,随着β值的增大.莫尔条纹变密了。
当标尺光栅移动一个栅距Ws时,.莫尔条纹变化了β次,相当于放大了β倍。
可见β越大.系统的灵敏度越高。
由于密光栅刻在指示光栅上,量程小.因而加工、刻制相对容易些。
图5-9放大因子β不同时莫尔条纹的变化
2.莫尔条纹电子细分法
电子细分是在一个周期的信号内插入若干计数脉冲、所以也称为倍频。
细分的倍数可以做到几倍,甚至几百倍。
最简单和常用的细分倍数足4倍。
这需要在如图5—7的一个莫尔条纹间距B内,每隔B/4安放一个光敏元件.共4个光敏元件,使它们的输出相位依次相差90°。
根据式(5-5),在滤除直流成分后,光敏元件的4路输出可表示为
由式(5-7)可见,u1与u3互为反相,u2与u4互为反相。
因此.也可以只用2个光敏元件来实现4倍频,其光敏元件安放位置如图5—7所示,对2路输出取反,可以得到另2路信号。
光敏元件除了采用图5-7的安放方式外,还可以用下面介绍的一种方法安放。
这种方法是将指示光栅进行裂相刻画,将指示光栅上的刻线分成4个区域,如图5-10(a)所示,各区域的栅距相等,相邻两域之间的间隔为w/4或者((n+1)/4)×w,这样在每个区域安放一个光敏元
件,4个光敏元件的输出就会依次有90°的相位差。
当标尺光栅移动一个栅距后.莫尔条纹变化一个周期,电子细分电路输出4个不同的脉冲信号.实现了4倍频。
图5-lO(b)是双排分区.这样在同样长的指示光栅范围内.每个区域可以包含更多的栅线,平均消差效果更好。
图5-10裂相刻画分区图
5.1.5光栅位移传感器与单片机的接口
单片机与光栅传感器接口的举例如图5-11所示。
它由3部分组成.包括光栅信号检测电路、辨向电路、位置计数电路。
光栅信号检测电路由光敏三极管和比较器LM339组成。
来自光栅的莫尔条纹照到光敏三极管Ta和Tb上,它们所输出的电信号加到LM339的2个比较器的正输入端上.而在这2个比较器的负输入端分别由2个5.1kΩ电阻和2个5.1kΩ的可调电阻形成一定的参考电压.该参考电压应使光栅输出的ua、ub的高、低电平宽度一样(即整形)。
从LM339输出的整形后的电压信号ua、ub送到辨向电路中去.辨向电路是由与门Y1Y2、异或门E1E2E3和4位寄存器95组成。
95的数据输人端D1接收ua,D0接收ub,接收脉冲由单片机的ALE和TO端提供,因此,当95的接收脉冲端LD有脉冲下降沿产生时.则ua、ub的电平分别由D1和D0端输入到Q1、Q0去。
由图5—8(b)可知,当莫尔条纹上移时,uaub电平变化序列为00--01--11--l0;当莫尔条纹下移时,uaub电平变化序列为00—10--11--O1。
在考虑ua、ub的现行状态和上次状态时,则有逻辑信号如表5-2所列。
从表中可以看出.、当把上次与本次的ua、ub状态组合成一个数码时.对于莫尔条纹上移的情况,两端的位总足不等.中问两位总是相等;对于莫尔条纹下移的情况,两端的位总是相等,中间两位总是不等,利用这种明显相反的特点,通过逻辑电平辨别光栅移动方向。
表5—2ua、ub相邻状态逻辑关系
因此.在4位寄存器95中,把Q0输出接到D2输入端,把Q1输出接到D3输入端.其意义也就是用Q3、Q2寄存ua、ub原来的电平,用Q1、Q0寄存ua、ub现在的电平。
这样,在95中就形成了表5-2中所列的代码。
从单片机送来的脉冲信号是95接收数据的时钟信号.这个时钟信号的频率较高。
当这个信号从95的LD端输人时.就产生了这种情况:
只有当现行的ua、ub电平变化时,才会产生表5-2所列的编码;如果ua、ub电平不变,在95中的Q3Q2的数码和Q1Q0中的数码会完全一样。
例如,uaub=01,而且不变,则接收数据信号从LD输入时,95接收的结果为0101.当uaub=00时.在95接收后为0000。
这些情况有利于判别ua、ub电平变化。
很明显.有如下结论:
①当ua、ub不变时,95的Q3Q2和Q1Q0相同。
所以,有当Q2Q1不等时,Q3Q0也不等;当Q2Q1相同时,Q3Qo也相同。
②当ua、ub变化时,95的Q3Q2寄存Q1Q0上次的数据,Q1Q0寄存当前的数据,即ua、ub电平。
表5-2中有,Q3Q0相同,Q2Q1不同时,莫尔条纹下移;Q3Q0不同,Q2Q1相同时,莫尔条纹上移。
为丁实现上面2点结论,在图5-11中采用了Y1、Y2、E1、E2、E3组成的逻辑电路。
当ua、ub不变时.Y1、Y2不应产生任何计数信号。
这时,由于ua、ub不变,则有Q2Q1不等.Q3Q0也不等;或者Q2Q1相同,Q3Q0也相同。
当Q2Q1不等时.E2就输出1,同时Q3Q0也不等.E3也输出1,这样,E1就会输出0。
所以,Y1、Y2也就输出0.它们都不会产生计数信号。
当Q2Q1相同,Q3Q0也相同时,E2输出O.E3输出O.故E1也输出O.使Y1、Y2必定输出0,也不会产生计数信号。
在ua、ub变化的情况下,当莫尔条纹上移时.则必有Q2Q1相同,Q3Q0不同。
这时,E2输出0,E3输出1,使E1输出1,因此,Y1输出0,Y2输出1。
Y2输出的上升沿使4位加/减同步计数器193进行加法计数。
当莫尔条纹下移时,必有Q2Q1不同,Q3Q0相同。
这时,E2输出l,E3输出0,使E1输出1。
因此,Y1输出1,Y2输出0。
Y2输出的上升沿使4位加/减同步计数器193进行减法计数。
位置计数电路由2片193串联组成,形成8位计数器。
193是4位加/减计数器,加法计数时,计数信号由CU端输入,进位信号从CY端输出;减法计数时,计数信号由CD端输入,借位信号从BW端输出。
193可以预置数据.预置数据从D0~D3输入,接收预置数据的脉冲
信号从LD输入。
当LD=0时.193接收DO~D3输入的数据。
CLR是清0端.CLR=l时,193清0。
在预置和计数时,要求CLR=0。
在图5-11中,2个193的LD端连在一起.通过电阻R1接+5V.并经电容C0接地。
所以,在接通电源的瞬间有cLR=0,LD=0,使193接收DO~D3输入的数据.即193清0。
然后,193的内容由CU和CD端的计数脉冲信号确定。
单片机通过Pl口接收193输出的8位数据,从而得到光栅的现行位置。
5.2光电编码盘角度检测传感器
光电编码盘角度检测传感器是一种广泛应用的编码式数字传感器.它将测得的角位移转换为脉冲形式的数字信号输出。
光电编码盘角度检测传感器可分为两种:
绝对式光电绾码盘和增量式光电编码盘。
下面分别介绍它们的工作原理及应用。
5.2.1绝对式光电编码盘的工作原理
l、绝对式光电编码盘的结构与工作原理
绝对式光电编码盘是由码盘和光电检测装置组成。
码盘采用照相腐蚀工艺,在一块圆形光学玻璃上刻出透光与不透光的编码。
图5-12给出了一种4位二进制绝对式光电编码盘的例子。
图5-12(a)是它的编码盘,黑色代表不透光,白色代表透光。
编码盘分成若干个扇区,代表若干个角位置。
每个扇区分成
4条码道.代表4位二进制编码。
为了保证低位码的精度,都把虽外码道作为编码的低位,而将最内码道作为编码的高位。
因为4位二进制数最多可以表示24=l6.所以图中所示的扇区数为l6。
图5-12(b)是该编码盘的光电检测原理图。
光源位于编码盘的一侧.4只光敏三极管位于另一侧.沿编码盘的径向排列.每一只光敏三极管都对着一条码道。
当码道透光时.该光敏三极管接收到光信号.由图中的电路可知.它输出低电平0;当码道不透光时,光敏三极管收不到光信号,因而输出高电平1。
例如.编码盘转到图5-12(a)中的第5扇区.从内向外4条码道的透光状态依次为:
透光、不透光、透光、不透光.所以4个光敏三极管的输出从高位到低位为:
010I。
它是二进制的5,此时代表角位置——第5扇区。
所以.不管转动机构怎样转动.都可以通过随转动机构转动的编码盘来获得转动机构所在的确切位置。
因为所测得的角位置是绝对位置.所以称这样的编码盘为绝对式编码盘。
2、提高分辨率的措施
编码盘所能分辨的旋转角度就称为编码盘分辨率α.由下式给出
式中n--二进制数码的位数。
如图5-12中的编码盘是4位,n=4.根据式(5-8).α=22.5°;如果编码盘是5位.则α=11.25°。
由此可见,编码盘的位数越多.码道数越多,扇区数也越多.能分辨的角度越小,分辨率就越高。
为了提高角位置的分辨率,显然.最简单的方法就是增加编码盘的位数.从而增加扇区数;但这要受到编码盘制作工艺的限制。
目前.提高分辨率最常用的方法是采用多级编码盘.如两级编码盘。
两级编码盘中的两个码盘的关系,与钟表的分针和秒针的关系相似。
在钟表中.秒针移动60个格(一圈),分针才移动一个格,分针移动一个格代表一分钟.秒针移动一个格代表一秒钟,分辨率提高60倍。
同理,若使两级编码盘中的低位码盘转一圈,高位码盘才转一个扇区.则分辨率将提高低位码盘扇区数那么多倍。
例如.低位码盘是5位.它的扇区数是25=32.则编码盘系统的分辨率将提高32倍。
如果高位码盘是6位.我们可以计算出这个系统的分辨
可见采用多级编码盘的方法可以大大地提高编码盘的分辨率。
3.减小误码率的方法
采用如图5-12所示的二进制编码虽然原理简单.但对编码盘的制作和安装要求较高;这是因为使用这种编码时,一旦出现错码,将有可能产生很大的误差。
例如,在如图5-12(a)
中,编码盘从第7扇区移动到第8扇区,应该输出二进制编码1000,如果编码盘停在第7扇区和第8扇区之间,由于某种原因.内码道的光敏三极管首先进入第8扇区,则实际输出的是1111;如果内码道的光敏三极管滞后进人第8扇区,则实际输出的是0000。
编码盘的输出本应由7变8,却出现了15或0,这样大的误差是无法容忍的。
为了避免出现这样的错误,使错码率限制存一个位码.常用以下2种方法。
(1)采用循环码
循环码的最大特点是:
从一个数码变化到它的上一个数码或下一个数码时.数码中只有一位发牛变化。
表5-3列出了4位循环码和二进制编码的对应关系。
从表中可以看出,循环码所代表的数无论加1或者减1.对应的循环码只有一位变化。
如果在编码盘中采用循环码来代替二进制码,即使编码盘停在任何两个循环码之间的位置.所产生的误差也不会大于最低位所代表的量。
例如,当编码盘停在lllO和1010之间时,由于这两个循环码中有3位相同,只有l位不同。
因此,无论停的位置如何有偏差,产生的循环码只有l位可能不一样,即可能是循环码1110或者是1010,而它们分别对应十进制数的ll和12。
因此,即使有误差,也不过是l。
表5-34位循环码及二进制码
(2)采用扫描法
扫描法仍然采用二进制编码,但光电检测系统发生一些变化。
扫描法是在二进制编码盘的最低位码道(也就是最外侧码道)上安装1只光敏三极管,在其他每个码道上安装2只光敏三极管。
其中一只称为超前读出头,它处于比它低1位的读出头超前改变状态的位置,如图5-13所示;另一只称为滞后读出头,它处于比它低l位的读出头滞后改变状态的位置。
于是,装有2只读出头的码道就有2个数字信号输出.根据前1位是l,还是o.来决定本
图5-3扫描法编码盘展开示意图
位数字信号是取超前读出头的电平值,还是取滞后读出头的电平值。
因此规定当某一个二进制码的第i位是l时,该二进制码的第i+1位要从滞后读出头读出;相反.当某一个二进制码的第i位是0时.该二进制码的第i+1位要从超前读出头读出。
这样也能使错码限制为最低位的一个bit。
例如·在图5-l3中,编码盘处于第11扇区位置.B0输出高电平l;B1应从滞后读出头取数字信号,输出为1;同理.B2也应从滞后读出头取数字信号,输出为0;而B3则从超前读出头取数字信号,输出为1。
所以,输出的二进制编码为1011。
从图中可见,由前一位电平的结果所选中的各位读出头.不论是滞后读出头,还是超前读出头.都处于错码率最低的位置,即透光或不透光集中分布的位置。
也就是说.即使这些读出头发生错位.输出的数字信号也不会变化,从而保证了错码率与分辨率一致。
5.2.2增量式光电编码盘的工作原理
增量式光电编码盘不像绝对式光电编码盘那样测量转动体的绝对位置,它是专门测量转动体角位移的累计量。
1.增量式光电编码盘的结构与工作原理
增量式光电编码盘是在~个码盘上只开出3条码道,由内向外分别为A、B、c.如图5-14(a)所示。
在A、B码道的码盘上一等距离地开有透光的缝隙.2条码道上相邻的缝隙互相错开半
个缝宽,其展开图如图5-14(b)所示。
第3条码道C只开出一个缝隙,用来表示码盘的零位。
在码盘的两侧分别安装光源和光敏元件.当
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- 电动机 单片机 控制 P101124