人物为什么需要光栏板的数据测控技术

  • 科研进展
  • 2024年12月21日
  • 在探索增量式编码器的世界时,我们深入了解到,编码器内部拥有两个精密的玻璃片:一个是大圆盘(称为码盘),其上覆盖着等间距的向心刻线;另一个则是扇形片(称为光栏板),上面雕刻有两组交错的条纹A和B,它们彼此之间相隔1/4节距,即每两条条纹之间的距离。正如图一所示。 那么,为何我们需要光栏板呢?如果没有它,情况将会如何变化,如图二所示? 在光栏板缺失的情况下,只剩下一种波形输出形式,即A脉冲序列计数

人物为什么需要光栏板的数据测控技术

在探索增量式编码器的世界时,我们深入了解到,编码器内部拥有两个精密的玻璃片:一个是大圆盘(称为码盘),其上覆盖着等间距的向心刻线;另一个则是扇形片(称为光栏板),上面雕刻有两组交错的条纹A和B,它们彼此之间相隔1/4节距,即每两条条纹之间的距离。正如图一所示。

那么,为何我们需要光栏板呢?如果没有它,情况将会如何变化,如图二所示?

在光栏板缺失的情况下,只剩下一种波形输出形式,即A脉冲序列计数,这足以计算出移动距离。但由于旋转编码器通常用于测量轴沿直线轴位移范围内的位移,而脉冲序列计数检测的是增量距离,图二仅提供了单向脉冲计数功能,却无法确定编码器旋转方向,也就是说无法识别轴体运动方向。因此,我们想到使用光栏板,以便产生两个不同路徑脉冲输出。这两路脉冲必须具有不同的特性。

它们是通过什么方式区分开来的呢?是否依赖于频率、幅值或相位?频率不能相同,因为处理不同幅值的脉冲会增加成本,因此我们选择使用相位来表示差异。

两路脉冲之间存在多少度相位差?一个完整周波长为360°,而半周波长或四分之一周波长又分别是什么概念呢?

当编码器改变其旋转方向时,当第一组和第二组条纹间隔达到90°时,就能从图三中看到这两个路徑中出现明显差异了。

光栏板上的A组与B组条纹之间不完全对齐,与码盘上每两根条纹间隔保持1/4节距,如同图四所示。这就确保了这两个路径之間存在90°相位差。

因此,光栏板存在之目的,就是为了判断编码器旋转方向。如果你只需进行单向计数,那么即使没有光栏板也是一个简易版本的编码器。

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