1.位置測量
把輸出的脈沖f和g分別輸入到可逆計(jì)數(shù)器的正、反計(jì)數(shù)端進(jìn)行計(jì)數(shù),可檢測到輸出脈沖的數(shù)量,把這個(gè)數(shù)量乘以脈沖當(dāng)量(轉(zhuǎn)角/脈沖)就可測出編碼盤轉(zhuǎn)過的角度。為了能夠得到絕對轉(zhuǎn)角,在起始位置,對可逆計(jì)數(shù)器清零。
在進(jìn)行直線距離測量時(shí),通常把它裝到伺服電機(jī)軸上,伺服電機(jī)又與滾珠絲杠相連,當(dāng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由滾珠絲杠帶動(dòng)工作臺(tái)或刀具移動(dòng),這時(shí)編碼器的轉(zhuǎn)角對應(yīng)直線移動(dòng)部件的移動(dòng)量,因此可根據(jù)伺服電機(jī)和絲杠的傳動(dòng)以及絲杠的導(dǎo)程來計(jì)算移動(dòng)部件的位置。
光電編碼器的典型應(yīng)用產(chǎn)品是軸環(huán)式數(shù)顯表,它是一個(gè)將光電編碼器與數(shù)字電路裝在一起的數(shù)字式轉(zhuǎn)角測量儀表,其外形如圖1所示。它適用于車床、銑床等中小型機(jī)床的進(jìn)給量和位移量的顯示。
圖1 軸環(huán)式數(shù)顯表外形圖
1-數(shù)顯面板 2-軸環(huán) 3-穿軸孔 4-電源線 5-復(fù)位機(jī)構(gòu)
2.轉(zhuǎn)速測量
轉(zhuǎn)速可由編碼器發(fā)出的脈沖頻率(或脈沖周期)來測量。利用脈沖頻率測量是在給定的時(shí)間內(nèi)對編碼器發(fā)出的脈沖計(jì)數(shù),然后由下式求出其轉(zhuǎn)速(單位為r/min)
式中t——測速采樣時(shí)間;
n1——t時(shí)間內(nèi)測得脈沖個(gè)數(shù);
n——編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)。
編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)與所用編碼器型號有關(guān),數(shù)控機(jī)床上常用lf型編碼器,每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)有20~5000共36擋,一般采用1024p/r、2000p/r、2500p/r和3000p/r等幾擋。
圖2(a)是用脈沖頻率法測轉(zhuǎn)速的原理圖,在給定t時(shí)間內(nèi),使門電路選通,編碼器輸出脈沖允許進(jìn)入計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù),這樣可算出t時(shí)間內(nèi)編碼器的平均轉(zhuǎn)速。
圖2 光電編碼器測速原理簡圖
利用脈沖周期測量轉(zhuǎn)速,是通過計(jì)數(shù)編碼器一個(gè)脈沖間隔內(nèi)(脈沖周期)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)來計(jì)算其轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)速(單位為r/min)可由下述公式計(jì)算
式中n-編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù);n2-編碼器一個(gè)脈沖間隔內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘脈沖輸出個(gè)數(shù);
t-標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘脈沖周期(單位為s)。
圖2(b)所示為用脈沖周期測量轉(zhuǎn)速原理圖,當(dāng)編碼器輸出脈沖正半周時(shí)選通門電路,標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘脈沖通過控制門進(jìn)入計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)器輸出n2,即可用上式計(jì)算出其轉(zhuǎn)速。