增量式光電編碼器選型應該注意哪些問題？

文章來源：  發布時間：2018/11/13    點擊數：

     在增量式光電編碼器的使用過程中，對于其技術規格通常會提出不同的要求，其中最關鍵的就是它的分辨率、精度、輸出信號的穩定性、響應頻率、信號輸出形式。

（1）分辨率
　　增量式光電編碼器的分辨率是以編碼器軸轉動一周所產生的輸出信號基本周期數來表示的，即脈沖數/轉（PPR）。碼盤上的透光縫隙的數目就等于編碼器的分辨率，碼盤上刻的縫隙越多，編碼器的分辨率就越高。在工業電氣傳動中，根據不同的應用對象，可選擇分辨率通常在500~6000PPR 的增量式光電編碼器，最高可以達到幾萬PPR。交流伺服電機控制系統中通常選用分辨率為2500PPR 的編碼器。此外對光電轉換信號進行邏輯處理，可以得到2 倍頻或4 倍頻的脈沖信號，從而進一步提高分辨率。
（2）精度
　　增量式光電編碼器的精度與分辨率完全無關，這是兩個不同的概念。精度是一種度量在所選定的分辨率范圍內，確定任一脈沖相對另一脈沖位置的能力。精度通常用角度、角分或角秒來表示。編碼器的精度與碼盤透光縫隙的加工質量、碼盤的機械旋轉情況的制造精度因素有關，也與安裝技術有關。
（3）輸出信號的穩定性
　　增量式光電編碼器輸出信號的穩定性是指在實際運行條件下，保持規定精度的能力。影響編碼器輸出信號穩定性的主要因素是溫度對電子器件造成的漂移、外界加于編碼器的變形力以及光源特性的變化。由于受到溫度和電源變化的影響，編碼器的電子電路不能保持規定的輸出特性，在設計和使用中都要給予充分考慮。
（4）響應頻率
　　增量式光電編碼器輸出的響應頻率取決于光電檢測器件、電子處理線路的響應速度。當編碼器高速旋轉時，如果其分辨率很高，那么編碼器輸出的信號頻率將會很高。如果光電檢測器件和電子線路元器件的工作速度與之不能相適應，就有可能使輸出波形嚴重畸變，甚至產生丟失脈沖的現象。這樣輸出信號就不能準確反映軸的位置信息。所以，每一種編碼器在其分辨率一定的情況下，它的最高轉速也是一定的，即它的響應頻率是受限制的。編碼器的最大響應頻率、分辨率和最高轉速之間的關系如公式（1-1）所示。
（5）信號輸出形式
　　在大多數情況下，直接從編碼器的光電檢測器件獲取的信號電平較低，波形也不規則，還不能適應于控制、信號處理和遠距離傳輸的要求。所以，在編碼器內還必須將此信號放大、整形。經過處理的輸出信號一般近似于正弦波或矩形波。由于矩形波輸出信號容易進行數字處理，所以這種輸出信號在定位控制中得到廣泛的應用。采用正弦波輸出信號時基本消除了定位停止時的振蕩現象，并且容易通過電子內插方法，以較低的成本得到較高的分辨率。

　　增量式光電編碼器的信號輸出形式有：集電極開路輸出（Open Collector）、電壓輸出（Voltage Output）、線驅動輸出（Line Driver）、互補型輸出（Complemental Output）和推挽式輸出（Totem Pole）。