測速編碼器工作原理

測速編碼器一般與軸相聯(lián)，測速編碼器的脈沖量是固定的，在軸旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，測速編碼器就會輸出脈沖，PLC或計(jì)數(shù)器收到脈沖，根據(jù)軸轉(zhuǎn)的速度不同時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)收到的脈沖總量是不一樣的，速度就表現(xiàn)在這里了，根據(jù)脈沖量與實(shí)際轉(zhuǎn)的長度就可以算了真實(shí)的速度米/分鐘。

電機(jī)的速度檢測在電機(jī)控制中是十分重要的，特別是需要根據(jù)精確轉(zhuǎn)子位置控制電機(jī)運(yùn)動狀態(tài)的應(yīng)用場合，如位置伺服系統(tǒng)。電機(jī)控制系統(tǒng)中的位置檢測通常有：微電機(jī)解算元件，光電元件，磁敏元件，電磁感應(yīng)元件等。這些位置檢測傳感器或者與電機(jī)的非負(fù)載端同軸連接，或者直接安裝在電機(jī)的特定的部位。其中光電元件的測量精度較高，能夠準(zhǔn)確的反應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的機(jī)械位置，從而間接的反映出與電機(jī)連接的機(jī)械負(fù)載的準(zhǔn)確的機(jī)械位置，從而達(dá)到精確控制電機(jī)位置的目的。

光電編碼器測速方法

光電編碼器是一種數(shù)字式角度傳感器， 它能將角位移量轉(zhuǎn)換為與之對應(yīng)的電脈沖進(jìn)行輸出，主要用于機(jī)械轉(zhuǎn)角位置和旋轉(zhuǎn)速度的檢測與控制。在以光電編碼器構(gòu)成的測速系統(tǒng)中，常用的測速方法有三種，即 “M法”、“T法”和“M/T法”。加速度值理論上只要根據(jù)上述方法測得的相鄰兩個(gè)速度點(diǎn)的速度差及其間隔時(shí)間即可計(jì)算得到。在分析、比較現(xiàn)有的基于光電編碼器的各種測速方法的基礎(chǔ)上提出了一種新的方法，具有較高的測速精度和實(shí)時(shí)性。

以下為常用的幾種基于光電編碼器的測速方法?！癕法”測速--通過測量一段固定的時(shí)間間隔內(nèi)的編碼器脈沖數(shù)來計(jì)算轉(zhuǎn)速，適用于高速場合?！癟法”測速--通過測量編碼器兩個(gè)相鄰脈沖的時(shí)間間隔來計(jì)算轉(zhuǎn)速，適用于速度比較低的場合，當(dāng)轉(zhuǎn)速較高時(shí)其準(zhǔn)確性較差?！癕/T 法”測速--“M/T法”則是前兩種方法的結(jié)合，同時(shí)測量一定個(gè)數(shù)編碼器脈沖和產(chǎn)生這些脈沖所花的時(shí)間，在整個(gè)速度范圍內(nèi)都有較好的準(zhǔn)確性，但是對于低速，該方法需要較長的檢測時(shí)間才能保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，無法滿足轉(zhuǎn)速檢測系統(tǒng)的快速動態(tài)響應(yīng)指標(biāo)。

基于光電編碼器的新的測速方法，“M/T法”綜合了“M法”和“T法”的優(yōu)點(diǎn)，但低速段動態(tài)響應(yīng)太慢，因此如果能夠根據(jù)速度情況實(shí)時(shí)改變“M/T法”中的1M值，隨著速度的降低減少 1M的值，就可以改善“M/T法”在低速段測速動態(tài)響應(yīng)慢的問題?；谶@個(gè)原理，通過相應(yīng)的軟硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種高精度的測速方法。其測速原理與相對誤差的計(jì)算表面上和“M/T法”沒有區(qū)別，而實(shí)際上“M/T法”的采樣周期總是產(chǎn)生1M個(gè)編碼器脈沖的時(shí)間，隨著轉(zhuǎn)速升高，編碼器脈沖頻率變大，采樣周期逐漸變小，其相對誤差增大了；而提出的測速方法由于1M的值可以隨速度改變，在高速段增加1M值使得采樣周期基本不變。因而其相對誤差也基本不變，在低轉(zhuǎn)速段，1M值可降到1，滿足系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)要求，而相對誤差與“M/T法”相差很小。以上提到的各種測速方法誤差分析都建立在編碼器脈寬是均勻的基礎(chǔ)上的。而普通的編碼器的制造偏差在0.5%左右，如果不加以處理，將會大大影響測速精度。

對比分析了常用的各種基于光電編碼器的測速方法的原理、相對誤差、動態(tài)響應(yīng)的基礎(chǔ)上提出了一種新的高精度的測速方法。通過相應(yīng)的軟硬件設(shè)計(jì)使得新的測速方法在測速精度和相對誤差上和“M/T法”相近，并且很好解決了“M/T法”在低速段動態(tài)響應(yīng)慢的問題。針對編碼器脈寬不均勻性問題，提出了用線性最小二乘法根據(jù)之前的n個(gè)點(diǎn)預(yù)測當(dāng)前點(diǎn)速度值的方法，很好的提高了測速精度。通過對之前m個(gè)測得的速度點(diǎn)采用線性最小二乘法擬合計(jì)算斜率的測加速度方法簡單實(shí)用，而且可以得到較高的測量精度。