介紹德國Kubler增量式編碼器倍頻方法

東莞市廣聯(lián)是一家專業(yè)從事歐洲工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)口貿(mào)易的公司，致力于打造德、瑞士、意大利等歐洲中小型自動化企業(yè)與內(nèi)用戶的連接橋梁。

公司供應(yīng)產(chǎn)品涵蓋廣泛，產(chǎn)品主要包括工業(yè)自動化設(shè)備、機(jī)電工控設(shè)備、液壓設(shè)備、電氣設(shè)備和零部件、水質(zhì)分析儀器儀表等產(chǎn)品。

這里,以每圈100個物理周期碼盤來舉例。

-倍乘X1 :碼盤旋轉(zhuǎn)時,如果我們計(jì)算通道A脈沖的每個上升沿(由0變成5V ) , 則每轉(zhuǎn)將獲

得100個脈沖。

2倍乘X2 :碼盤旋轉(zhuǎn)時,如果我們計(jì)算通道A的每個上升沿和每個下降沿(由5V變成0) ,則

每個周期將獲得2個脈沖,每轉(zhuǎn)總計(jì)200個脈沖。

4倍乘X4 :如果我們計(jì)算通道A和通道B的每個上升沿和下降沿,則每個物理周期將獲得4個脈

沖,每轉(zhuǎn)總計(jì)400個脈沖。

因?yàn)樵隽渴骄幋a器的物理刻線相距角度一樣, 本質(zhì)上來說，它是通過計(jì)算脈沖數(shù)量,來計(jì)算旋

轉(zhuǎn)角度的。

同樣的一圈,不同的倍頻法得到的每圈脈沖數(shù)不同,顯然4倍頻得到的分辨率*高。

這就是分辨率4倍頻的原理。

所以2000C/T的分辨率可以變成0.18*/4 = 0.045度。

但是需要明白的是,這個4倍乘,并沒有改變碼盤的物理刻線之間的角度,僅僅是電脈沖數(shù)量

的變化,而且這個倍乘通常是在控制器或者計(jì)數(shù)器中完成的,信號質(zhì)量好,可靠。

Kubler增量式編碼器的工作原理

由一個中心有軸的光電碼盤，其上有環(huán)形通、暗的刻線，有光電發(fā)射和接收器件讀取，獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D,每個正弦波相差90度相位差（相對于一個周波為360度），將C、D信號反向，疊加在A、B兩相上，可增強(qiáng)穩(wěn)定信號；另每轉(zhuǎn)輸出一個Z相脈沖以代表零位參考位。

由于A、B兩相相差90度，可通過比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線，其熱穩(wěn)定性好，精度高，金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎，但由于金屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個數(shù)量級，塑料碼盤是經(jīng)濟(jì)型的，其成本低，但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。

分辨率—編碼器以每旋轉(zhuǎn)360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率，也稱解析分度、或直接稱多少線，一般在每轉(zhuǎn)分度5~10000線。

編碼器是把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號的一種裝置。前者成為碼盤，后者稱碼尺．按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種．接觸式采用電刷輸出，一電刷接觸導(dǎo)電區(qū)或絕緣區(qū)來表示代碼的狀態(tài)是“1”還是“0”；非接觸式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件時以透光區(qū)和不透光區(qū)來表示代碼的狀態(tài)是“1”還是“0”。

旋轉(zhuǎn)增量式編碼器以轉(zhuǎn)動時輸出脈沖，通過計(jì)數(shù)設(shè)備來知道其位置，當(dāng)編碼器不動或停電時，依靠計(jì)數(shù)設(shè)備的內(nèi)部記憶來記住位置。這樣，當(dāng)停電后，編碼器不能有任何的移動，當(dāng)來電工作時，編碼器輸出脈沖過程中，也不能有干擾而丟失脈沖，不然，計(jì)數(shù)設(shè)備記憶的零點(diǎn)就會偏移，而且這種偏移的量是無從知道的，只有錯誤的生產(chǎn)結(jié)果出現(xiàn)后才能知道。解決的方法是增加參考點(diǎn)，編碼器每經(jīng)過參考點(diǎn)，將參考位置修正進(jìn)計(jì)數(shù)設(shè)備的記憶位置。在參考點(diǎn)以前，是不能保證位置的準(zhǔn)確性的。為此，在工控中就有每次操作先找參考點(diǎn)，開機(jī)找零等方法。這樣的編碼器是由碼盤的機(jī)械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。

絕對編碼器由機(jī)械位置決定的每個位置的性，它無需記憶，無需找參考點(diǎn)，而且不用一直計(jì)數(shù)，什么時候需要知道位置，什么時候就去讀取它的位置。這樣，編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。

由于絕對編碼器在定位方面明顯地優(yōu)于增量式編碼器，已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于工控定位中。絕對型編碼器因其高精度，輸出位數(shù)較多，如仍用并行輸出，其每一位輸出信號必須確保連接很好，對于較復(fù)雜工況還要隔離，連接電纜芯數(shù)多，由此帶來諸多不便和降低可靠性，因此，絕對編碼器在多位數(shù)輸出型，一般均選用串行輸出或總線型輸出，德國生產(chǎn)的絕對型編碼器串行輸出常用的是SSI（同步串行輸出）。

介紹德國Kubler增量式編碼器倍頻方法