脈沖編碼器的工作原理

       脈沖編碼器是一種光學式位置檢測元件，編碼盤直接裝在電機的旋轉軸上，以測出軸的旋轉角度位置和速度變化，其輸出信號為電脈沖。是一種常用的角位移傳感器。同時也可作速度檢測裝置。


        脈沖編碼器的優點是無摩擦和磨損，驅動力矩小，響應速度快。脈沖編碼器的缺點是抗污染能力差，容易損壞。


        脈沖編碼器的分類與結構


        脈沖編碼器分為光電式、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。


       脈沖編碼器的結構：在一個圓盤的圓周上刻有等間距線紋，分為透明和不透明的部分，稱為圓光柵。圓光柵與工作軸一起旋轉。與圓光柵相對，平行放置一個固定的扇形薄片，稱為指示光柵，上面制有相差1/4節距的兩個狹縫（辨向狹縫）。此外，還有一個零位狹縫（每轉發出一個脈沖）。脈沖發生器通過十字連接頭或鍵與伺服電動機相連。  


       脈沖編碼器的工作原理  


       當圓光柵與工作軸一起轉動時，光線透過兩個光柵的線紋部分，形成明暗相間的條紋。光電元件接受這些明暗相間的光信號，并轉換為交替變換的電信號。該電信號為兩組近似于正弦波的電流信號A和B，如圖4-17所示。A和B信號相位相差90°，經放大和整形變成方形波。通過兩個光柵的信號，還有一個“每轉脈沖”，稱為Z相脈沖，該脈沖也是通過上述處理得來的。Z脈沖用來產生機床的基準點。后來的脈沖被送到計數器，根據脈沖的數目和頻率可測出工作軸的轉角及轉速。其分辨率取決于圓光柵的圈數和測量線路的細分倍數。  


        脈沖編碼器的應用  


        脈沖編碼器在數控機床上用作位置檢測裝置，將檢測信號反饋給數控系統。其反饋給數控系統有兩種方式：一是適應帶加減計數要求的可逆計數器，形成加計數脈沖和減計數脈沖；二是適應有計數控制和計數要求的計數器，形成方向控制信號和計數脈沖。