格雷碼式旋轉(zhuǎn)編碼器在位移檢測(cè)中的應(yīng)用

格雷碼式旋轉(zhuǎn)編碼器在位移檢測(cè)中的應(yīng)用

介紹格雷碼式旋轉(zhuǎn)編碼器的特點(diǎn)，通過(guò)PLC轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制式運(yùn)算的方法，以及在位移檢測(cè)中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)編碼器　位移檢測(cè)　邏輯電路

1　前言

　　在隨動(dòng)位置控制系統(tǒng)和位移量檢測(cè)中，系統(tǒng)要控制的量有線位移或角位移。需要的檢測(cè)裝置較多，如自整角機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器和感應(yīng)同步器等。而對(duì)于旋轉(zhuǎn)物體角位移的測(cè)量，旋轉(zhuǎn)編碼器的使用是必不可少的。旋轉(zhuǎn)編碼器是直接將角位移轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，它分為增量式和絕對(duì)式兩種。根據(jù)制作工藝的不同，絕對(duì)式編碼器又分為二進(jìn)制、二——十進(jìn)制和格雷碼盤(pán)等?，F(xiàn)就格雷碼盤(pán)式旋轉(zhuǎn)編碼器的特點(diǎn)介紹一下。

2　特點(diǎn)

　　格雷碼盤(pán)的特點(diǎn)是，在相鄰兩扇面之間只有一個(gè)碼發(fā)生變化。當(dāng)讀數(shù)時(shí)，即使發(fā)生改變，也只能有一光電管處在交接面上，也只不過(guò)是最低一位的誤差，不可能產(chǎn)生較大誤差，因此此類(lèi)編碼器精度較高。其缺點(diǎn)是不能直接實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制的運(yùn)算，在運(yùn)算前必須通過(guò)邏輯電路轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼。旋轉(zhuǎn)編碼器的分辨率為360/N，絕對(duì)值碼盤(pán)N＝2n,n是輸出字的位數(shù)?，F(xiàn)就結(jié)合常用的16位數(shù)算一下軸的位置和對(duì)應(yīng)的數(shù)碼，見(jiàn)下表。

表

圖1　邏輯電路

3.2　PLC輸入點(diǎn)轉(zhuǎn)換
　　在實(shí)際應(yīng)用中，如壓力機(jī)滑塊調(diào)整量、氣墊調(diào)整量的檢測(cè)，選用絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器，不但機(jī)械安裝簡(jiǎn)單，而且檢測(cè)位移精度高。在電氣控制中，如果按照邏輯電路設(shè)計(jì)，那么成本造價(jià)高，不經(jīng)濟(jì)。通過(guò)PLC模塊輸入點(diǎn)以及內(nèi)部繼電器，完全可以實(shí)現(xiàn)格雷碼向二進(jìn)制碼的轉(zhuǎn)換。在PLC中，通過(guò)運(yùn)算指令換算成實(shí)際調(diào)整量值。因此通過(guò)PLC可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)顯示等。下面以AB公司PLC5的IVN模塊為格雷碼的輸入點(diǎn)，此模塊設(shè)為0框架，第一組的第一模塊。格雷碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼的過(guò)程可以以子程序被調(diào)用。當(dāng)PLC主程序運(yùn)算處理調(diào)整量時(shí)，可以直接調(diào)用此子程序，這樣整個(gè)程序的處理就簡(jiǎn)單得多。其程序如圖2所示。內(nèi)部繼電器B4/960～B4/975，B4/976～B4/991轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制文件為B4∶60和B4∶61。按照B4∶61對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)，通過(guò)算術(shù)運(yùn)算指令，就可按規(guī)定的比例換算成實(shí)際值。

圖2　格雷碼向二進(jìn)制碼的轉(zhuǎn)換程序

4　結(jié)論

　　該編碼器簡(jiǎn)單實(shí)用，在自動(dòng)化程度控制比較高的地方，如機(jī)械手、機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)中，對(duì)于自動(dòng)回原點(diǎn)，記憶停車(chē)位置，此編碼器的使用更是必不可少的。