亨士樂編碼器使用教程與測速原理
本教程旨在幫助大家深入了解Hengstler編碼器的原理與使用方法,并介紹一些實(shí)用的技術(shù),以便更好地應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目中。
圖為亨士樂AC58系列絕對式編碼器應(yīng)用照片
什么是編碼器?
編碼器是一種用于將角位移或角速度轉(zhuǎn)換為一系列電數(shù)字脈沖的旋轉(zhuǎn)式傳感器。通過編碼器,我們可以準(zhǔn)確地測量出物體的位移或速度信息。根據(jù)輸出數(shù)據(jù)類型,編碼器可以分為增量式編碼器和絕對式編碼器;而從檢測原理上,編碼器又可分為光學(xué)式、磁式、感應(yīng)式、電容式等,其中光電編碼器和霍爾編碼器是兩種常見的類型。
亨士樂編碼器的工作原理
光電編碼器原理
光電編碼器通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量。它主要由光碼盤和光電檢測裝置組成。光碼盤是在圓板上等分地開通若干個(gè)長方形孔,當(dāng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí),光電檢測裝置會(huì)檢測并輸出若干脈沖信號。為了判斷轉(zhuǎn)向,光電編碼器通常輸出兩組存在一定相位差的方波信號。
霍爾編碼器原理
霍爾編碼器則通過磁電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量。它由霍爾碼盤和霍爾元件組成?;魻柎a盤是在圓板上等分地布置不同的磁極,當(dāng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí),霍爾元件會(huì)檢測并輸出若干脈沖信號。同樣,為了判斷轉(zhuǎn)向,霍爾編碼器也會(huì)輸出兩組存在一定相位差的方波信號。
無論是光電編碼器還是霍爾編碼器,它們的目的都是獲取AB相輸出的方波信號,使用方法也基本相同。
Hengstler編碼器接線說明
以增量式輸出的霍爾編碼器為例,它具有AB相輸出,因此不僅可以用于測速,還可以用于辨別轉(zhuǎn)向。在接線時(shí),只需給編碼器提供5V電源,當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),編碼器即可通過AB相輸出方波信號。由于編碼器自帶了上拉電阻,因此無需外部上拉,可以直接連接到單片機(jī)的IO口進(jìn)行讀取。
亨士樂編碼器軟件四倍頻技術(shù)
為了提高編碼器的精度,我們可以采用軟件四倍頻技術(shù)。通過測量A相和B相的上升沿和下降沿,可以在同樣的時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)更多的脈沖數(shù),從而將編碼器的精度提升4倍。這種技術(shù)類似于單反相機(jī)的光學(xué)變焦,能夠在不犧牲清晰度的前提下提高測量精度。
單片機(jī)如何采集Hengstler編碼器數(shù)據(jù)
由于編碼器輸出的是標(biāo)準(zhǔn)的方波信號,因此我們可以使用單片機(jī)(如STM32、STM851等)直接讀取。對于自帶編碼器接口的單片機(jī)(如STM32),可以直接使用硬件計(jì)數(shù)功能;而對于沒有編碼器接口的單片機(jī)(如51單片機(jī)),則可以通過外部中斷來讀取編碼器的數(shù)據(jù)。具體做法是將編碼器的A相輸出接到單片機(jī)的外部中斷輸入口,當(dāng)A相出現(xiàn)跳變沿時(shí),通過判斷B相的電平來確定正反轉(zhuǎn)。
通過以上教程,相信大家對編碼器的原理和使用方法有了更深入的了解。在實(shí)際應(yīng)用中,我們可以根據(jù)具體需求選擇合適的編碼器類型,并結(jié)合軟件技術(shù)來提高測量精度和效率。
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