| １、分類與結構 脈沖編碼器是一種旋轉式脈沖發生器。它把機械轉角變成電脈沖，是一種常用的角位移傳感器。脈沖編碼器分光電式、接觸式和電磁感應式三種。光電式的精度與可靠性都優于其他兩種，因此數控機床上只使用光電式脈沖編碼器。由霍耳效應構成的電磁感 應或脈沖發生器也有用作速度檢測的。光電脈沖編碼器按每轉發出的脈沖數的多少來分，又有多種型號。根據機床滾珠絲杠螺距來選用相應的脈沖編碼器。 增量式光電脈沖編碼器最初的結構就是一種光電盤。在一個圓盤的圓周上分成相等的透明與不透明部分，圓盤與工作軸一起旋轉。此外還有一個固定不動的扇形薄片與圓盤平行放置，并制作有辨向狹縫(或狹縫群)，當光線通過這兩個作相對運動 的透光與不透光部分時，使光電元件接受到的光通量也時大時小地連續變化(近似于正弦信號)，經放大、整形電路的變換后變成脈沖信號。通過計量脈沖的數目和頻率即可測出工作軸的轉角和轉速。 該編碼器通過十字連接頭與伺服電動機連接，它的法蘭盤固定在電動機的端面上，罩上防護罩，構成完整的驅動部件。 光電脈沖編碼器的結構示意圖見圖。２、工作原理 光線透過圓光柵和指示光柵的線紋，在光電元件上形成明暗交替變化的條紋，產生兩組近似于正弦波的電流信號A與B，兩者的相位相差90o，經放大、整形電路變成方波，如圖所示。若A相超前于B相，對應電動機作正向旋轉；若B相超前于A相，對應電動機作反相旋轉。若以該方波的前沿或后沿產生計數脈沖，可以形成代表正向位移和反向位移的脈沖序列。 (a) 信號處理線路 (b)光電輸出波形圖 Z相是一轉脈沖，它是用來產生機床的基準點的。通常，數控機床的機械參考點與各軸的脈沖編碼器發Z相脈沖的位置是一致的。在應用時，從脈沖編碼器輸出的，四個方波被引入位置控制回路，經辨向和乘以倍率后，變成代表位移的測量脈沖。經頻率一電壓變換器變成正比于頻率的電壓，作為速度反饋信號，供給速度控制單元進行速度調節。 圖 (ａ)為光電脈沖編碼器的信號處理線路圖。其中施密特觸發器作為放大整形用。它將相差90o的二組正弦波電流信號Ａ與B，放大整形為方波。若A相超前Ｂ相90o(圖 (ｂ)右)則輸出正轉脈沖列Ｇ；若Ａ相落后B相90o，如圖 (ｂ)左，則輸出反轉脈沖列F。若門電路如圖 (ｂ)所示由與或門 組成，則在輸入信號一周期內有4個脈沖輸出，即把與位移(轉角)成正比的柵距角或莫爾條紋寬度細分成四等分了。 |
