伺服反饋定位系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)編碼器的應用
旋轉(zhuǎn)編碼器是用來測量轉(zhuǎn)速的裝置,光電式旋轉(zhuǎn)編碼器通過光電轉(zhuǎn)換,可將輸出軸的角位移、角速度等機械量轉(zhuǎn)換成相應的電脈沖以數(shù)字量輸出(REP)。它分為單路輸出和雙路輸出兩種。 技術(shù)參數(shù)主要有每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)(幾十個到幾千個都有),和供電電壓等。單路輸出是指旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出是一組脈沖,而雙路輸出的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出兩組A/B相位差90度的脈沖,通過這兩組脈沖不僅可以測量轉(zhuǎn)速,還可以判斷旋轉(zhuǎn)的方向。 它基本上是一個雙電刷正交式無界電位器。它有一個全圓的阻性材料環(huán),兩端接電,兩個電氣獨立的刷片在上面移動。兩電刷片相互間為90?角的機械連接。 旋轉(zhuǎn)編碼器通常用于帶伺服反饋的定位系統(tǒng),這種情況下,編碼器的成本一般并不重要。但編碼器也會用于對某些用戶界面上旋鈕位置的編碼,例如音頻系統(tǒng)上的音量旋鈕。對于這些旋鈕,可以為求低價、高精度和絕對讀數(shù)值而選擇電位器,但它們行程有限,通常不到340?,或者可選擇光機式旋轉(zhuǎn)編碼器,它的行程沒有限制,但價格較高,精度低,只有相對讀數(shù)值。本設計實例嘗試將兩者結(jié)合起來,兼具了電位器的優(yōu)點,以及光機旋轉(zhuǎn)編碼器無邊界操作的特性。 編碼器采用了標準電位器的結(jié)構(gòu)技術(shù),因此便于生產(chǎn)。它基本上是一個雙電刷正交式無界電位器。它有一個全圓的阻性材料環(huán),兩端接電,兩個電氣獨立的刷片在上面移動。兩電刷片相互間為90?角的機械連接。 微控制器中的ADC讀出兩個信號,固件用這兩個信號確定軸所處的象限。知道了象限以后,就可以用兩個電刷的信號計算出軸的位置。當刷片到達了電源連接處時,由于非線性響應,應忽略這個信號(圖2)。兩個電刷間有90?角,因此不可能同時處于非線性位置。今天,即使最基本的微控制器也會帶一個10位ADC,因此兩信號合計有11位分辨率,或優(yōu)于0.2?。如果應用不需要絕對讀數(shù),或使用軟件復位時,微控制器可以將其忽略。
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