脉冲采集术语集

由生产各种传感器及采集设备的FA(工厂自动化)制造商“基恩士”对在脉冲采集中需要掌握的术语进行浅显易懂的说明。无论是将要着手脉冲采集的人士,还是已经导入的客户,若对脉冲采集相关术语有疑问,请务必阅览。

旋转编码器

所谓旋转编码器,是指将由旋转产生的机械性位移转换为脉冲信号的装置。以往被视为用于旋转角采集的检测仪,而目前其使用范围已扩展至为机器人定位的伺服等领域。旋转编码器按照采集方式,分为“增量方式”与“绝对方式”两种。增量方式时,旋转编码器的脉冲输出包括每次旋转都输出的Z相,以及不同相位的A相与B相共3种。检测直线位移的编码器称为线性编码器。

旋转编码器

增量方式

裂缝盘的外沿上具有窗口,按照透过窗口的光的开/关来输出脉冲信号。其特点在于,能够非接触检测旋转,并依据A相与B相的输出时间点检测旋转方向。脉冲输出仅在旋转期间发生。

增量方式
增量方式

绝对方式

采集1次或1次以上旋转相对于原点的绝对角度位置的方式。裂缝盘的窗口配有不同的符号,分别输出各自的代码信号。具有抗干扰性强的特点,但为了提高分辨率需要增加位数(信号线数)。代码方式包括格雷码、二进制码、BCD码等,较为常用的是格雷码。

绝对方式
分辨率 8 bit型 / 纯二进制码

A相、B相、Z相

在增量方式的旋转编码器,每次旋转输出1次Z信号。此信号作为原点使用。A相与B相的脉冲在顺时针时,B相脉冲以相对A相脉冲延迟1/4个脉冲周期(90°)输出。在逆时针时,A相脉冲以相对B相脉冲延迟1/4个脉冲周期输出。脉冲数因分辨率而异。

A相、B相、Z相
A相、B相、Z相

分辨率

所谓分辨率,是指增量方式旋转编码器旋转1次时输出的脉冲数以及绝对型旋转编码器的绝对编号。精度随着分辨率而变化,因此应结合用途及成本选择具有合适分辨率的旋转编码器。另外,脉冲采集仪(数据采集仪)也设有可显示的分辨率。

高电平/低电平

脉冲信号以“低电平/高电平”或“0/1”描述。例如,将低电平或0作为0电位,将高电平或1作为5 V电位,转换为数字信号进行采集。

高电平/低电平

占空比

所谓占空比,是指脉冲信号周期与脉宽的比率,可通过以下公式表示。在电机控制中使用的PWM控制,这是非常重要的项目。

D = τ / T

D :
占空比
τ
脉宽
T :
周期
占空比

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