增量式編碼器通過生成每轉(zhuǎn)特定數(shù)量的脈沖 (PPR) 并在編碼器旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)這些脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)來確定旋轉(zhuǎn)位置。 PPR 等級(jí)表示分辨率,通常是選擇增量編碼器時(shí)最重要的因素。但如何確定特定應(yīng)用需要什么 PPR?幸運(yùn)的是,建立所需的 PPR 并不困難——只需遵循一些準(zhǔn)則即可。
測量線性運(yùn)動(dòng)時(shí),通過將絲杠導(dǎo)程除以應(yīng)用所需的線性分辨率來計(jì)算每轉(zhuǎn)所需的脈沖數(shù)。相反,對(duì)于具有給定 PPR 的編碼器,通過將絲杠導(dǎo)程除以 PPR 來計(jì)算得到的線性分辨率。請(qǐng)記住,如果使用X2 或 X4 編碼,則應(yīng)將其計(jì)入 PPR 數(shù)中。例如,如果所需的線性分辨率需要 5000 的 PPR,并且正在使用 X4 編碼,則所選編碼器的 PPR 應(yīng)該為 1250 (5000/4)。
如果使用輪子或滾輪測量行程,則可能需要校準(zhǔn)常數(shù),具體取決于所需的顯示分辨率。校準(zhǔn)常數(shù)的計(jì)算方法是將輪子或滾子的周長除以編碼器的 PPR,再乘以所使用的齒輪比(如果有)。然后乘以從輪/輥周長單位轉(zhuǎn)換為顯示所需單位所需的任何轉(zhuǎn)換。 (例如,乘以 1000 即可從以米為單位的周長轉(zhuǎn)換為以毫米為單位的顯示單位。)
使用校準(zhǔn)常數(shù)或比例因子的缺點(diǎn)是會(huì)引入舍入誤差,該誤差將在編碼器的多個(gè)周期內(nèi)累積。為了避免這種情況,請(qǐng)選擇 PPR 為被測值的偶數(shù)倍的編碼器。例如,如果編碼器一轉(zhuǎn)等于 12 英寸,則選擇 1200 PPR 編碼器。
確定每轉(zhuǎn)所需脈沖數(shù)的另一個(gè)重要因素是編碼器的最大機(jī)械速度和電氣速度。機(jī)械速度限制基于在不對(duì)編碼器造成潛在損壞的情況下可以獲得的最大速度。電氣速度限制由編碼器電子器件的最大頻率響應(yīng)決定,即電子器件在“開”和“關(guān)”之間切換的速度。兩個(gè)值中較低的一個(gè)(機(jī)械速度或電氣速度)表示編碼器可以轉(zhuǎn)動(dòng)的最大速度。要將電速度轉(zhuǎn)換為 rpm,請(qǐng)將頻率響應(yīng)除以 PPR,然后乘以 60(秒/分鐘)。同樣,如果使用 X2 或 X4 編碼,則 PPR 必須分別乘以 2 或 4。
例如,考慮一個(gè)額定值為 100 PPR、最大機(jī)械速度為 3000 rpm、最大頻率響應(yīng)為 100 kHz 的編碼器。電氣速度為 60,000 rpm,因此 3000 rpm 的機(jī)械速度是限制因素。
編碼器只是完整機(jī)電系統(tǒng)的一部分,因此確保最大編碼器速度不超過編碼器驅(qū)動(dòng)的設(shè)備的最大輸入頻率也很重要。
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