Hengstler編碼器是如何進行速度測量的？

Hengstler編碼器在生產(chǎn)生活中一般應(yīng)用于角度測量或直線距離測量，但它也可用于執(zhí)行轉(zhuǎn)速或線速度測量。這是因為編碼器的脈沖頻率與其旋轉(zhuǎn)速度之間存在線性關(guān)系。當編碼器旋轉(zhuǎn)得更快時，脈沖頻率便以相同的速率增加。



對于電機的轉(zhuǎn)速測量，可以將增量式編碼器安裝在電機上，用編碼器的軸連接電機的軸或者與之連接的絲桿上，電機帶動絲桿旋轉(zhuǎn)同時編碼器測量出旋轉(zhuǎn)信號。通過這個旋轉(zhuǎn)信號可以計算出電機的轉(zhuǎn)速，把旋轉(zhuǎn)信號轉(zhuǎn)換成直線信號能計算出平移速度以及位置信息，然后用控制器對編碼器進行計數(shù)，最后通過特定的方法計算出電機的轉(zhuǎn)速。

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

編碼器的編碼方式：正交編碼

增量式編碼器通常在兩個通道上輸出信號-通常稱為“A”和“B”兩個相位之間偏移90度。旋轉(zhuǎn)的方向可以由哪個通道在前來確定。通常情況下，如果通道A在前，則方向取為順時針，如果通道B在前，則方向為逆時針。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，通道A的上升沿和下降沿都會被計數(shù)，每轉(zhuǎn)計數(shù)的脈沖數(shù)加倍，因此亨士樂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被計數(shù)，從而將分辨率提高四倍。

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X4編碼，通道A和B的上升沿和下降沿都被計數(shù)

編碼器的計數(shù)方式：脈沖計數(shù)

脈沖計數(shù)使用采樣周期（t）和采樣周期內(nèi)計數(shù)的脈沖數(shù)（n）來確定一個脈沖（t/n）的平均時間。知道編碼器每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)（N），可以計算出速度。

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

6.2.jpg 

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

編碼器的脈沖時間

利用脈沖計數(shù)法，在一個編碼器周期（間距或兩個相鄰的行或窗口之間的間隔）期間計數(shù)高頻時鐘信號。時鐘信號（m）的周期數(shù)除以時鐘頻率（f）給出編碼器周期的時間（Hengstler編碼器旋轉(zhuǎn)一個節(jié)距的時間）。如果編碼器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=時鐘頻率（Hz）

m=時鐘周期數(shù)

N=每轉(zhuǎn)脈沖

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

編碼器進行速度測量的準確性

編碼器速度測量的準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Hengstler編碼器和電機軸之間缺乏同心度。

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

只有在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，才會出現(xiàn)插值錯誤。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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