如何使用亨士樂編碼器來測(cè)量速度？

亨士樂編碼器最常用于測(cè)量角度或直線距離，但它也可用于執(zhí)行轉(zhuǎn)速或線速度測(cè)量。 這是因?yàn)榫幋a器的脈沖頻率與其旋轉(zhuǎn)速度之間存在線性關(guān)系。 當(dāng)Hengstler編碼器旋轉(zhuǎn)得更快時(shí)，脈沖頻率便以相同的速率增加。

編碼器速度可以通過兩種方法中的任何一種來確定：脈沖計(jì)數(shù)或脈沖計(jì)時(shí)。

正交編碼

增量式編碼器通常在兩個(gè)通道上輸出信號(hào) - 通常稱為“A”和“B”兩個(gè)相位之間偏移90度。 旋轉(zhuǎn)的方向可以由哪個(gè)通道在前來確定。 通常情況下，如果通道A在前，則方向取為順時(shí)針，如果通道B在前，則方向?yàn)槟鏁r(shí)針。正交輸出還允許通過使用X2或X4解碼技術(shù)來增加編碼器的分辨率。 使用X2解碼時(shí)，通道A的上升沿和下降沿都會(huì)被計(jì)數(shù)，每轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)的脈沖數(shù)加倍，因此編碼器的分辨率翻倍。 使用X4解碼，通道A和B的上升沿河下降沿都會(huì)被計(jì)數(shù)，從而將分辨率提高四倍。



X4編碼，通道A和B的上升沿和下降沿都被計(jì)數(shù)

脈沖計(jì)數(shù)

脈沖計(jì)數(shù)使用采樣周期（t）和采樣周期內(nèi)計(jì)數(shù)的脈沖數(shù)（n）來確定一個(gè)脈沖（t / n）的平均時(shí)間。 知道亨士樂編碼器每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)（N），可以計(jì)算出速度。

ω = 2πn/Nt

其中：

ω=角速度（rad / s）

n =脈沖數(shù)

t =采樣周期（s）

N =每轉(zhuǎn)脈沖



編碼器在低速時(shí)，脈沖計(jì)數(shù)的分辨率較差，所以這種方法最適用于高速應(yīng)用。

脈沖時(shí)間

利用脈沖計(jì)數(shù)法，在一個(gè)編碼器周期（間距或兩個(gè)相鄰的行或窗口之間的間隔）期間計(jì)數(shù)高頻時(shí)鐘信號(hào)。 時(shí)鐘信號(hào)（m）的周期數(shù)除以時(shí)鐘頻率（f）給出編碼器周期的時(shí)間（編碼器旋轉(zhuǎn)一個(gè)節(jié)距的時(shí)間）。 如果Hengstler編碼器PPR由N表示，則編碼器的角速度由下式給出：

ω = 2πf/Nm

其中：

ω=角速度（rad / s）

f =時(shí)鐘頻率（Hz）

m =時(shí)鐘周期數(shù)

N =每轉(zhuǎn)脈沖

在高速情況下，脈沖時(shí)序（也稱為脈沖頻率）之間的時(shí)間可能太少，無法精確測(cè)量時(shí)鐘周期，所以此方法最適合低速應(yīng)用。

編碼器進(jìn)行速度測(cè)量的準(zhǔn)確性

亨士樂編碼器速度測(cè)量的準(zhǔn)確性可能受到各種因素的影響，包括儀器誤差，相位誤差和插值誤差。 

儀器誤差包括編碼器中的機(jī)械缺陷和編碼盤或分劃板上的刻度誤差，例如線或窗口之間的間距變化。 與儀器有關(guān)的誤差還包括基板的平直度，傳感器的不精確定位以及編碼器和電機(jī)軸之間缺乏同心度。

相位誤差源于脈沖或讀數(shù)之間沒有信息的事實(shí)。 換句話說，正交編碼器只讀取一個(gè)或兩個(gè)通道（A和B）上信號(hào)的邊沿，并在這些讀數(shù)之間不傳送信息。 相位誤差只是固定的測(cè)量步驟的±1/2或計(jì)數(shù)。

只有在Hengstler編碼器分辨率超出正交編碼器固有的X4解碼的電子電平時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)插值錯(cuò)誤。 插值誤差往往隨著編碼器速度的增加而增加。 使用具有更高行數(shù)或更多窗口的編碼器可以減少插值和相位誤差。

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