有關(guān)光柵尺與旋轉(zhuǎn)編碼器的應(yīng)用說(shuō)明，光柵尺測(cè)量系統(tǒng)由光源、透鏡、標(biāo)尺光柵、指示光柵、光敏元件和信號(hào)處理電路組成，旋轉(zhuǎn)編碼器是一種角位移傳感器，分為光電式、接觸式和電磁式三種。
光柵尺與旋轉(zhuǎn)編碼器的應(yīng)用說(shuō)明
一、光柵尺
光柵尺測(cè)量系統(tǒng)由光源、透鏡、標(biāo)尺光柵、指示光柵、光敏元件和信號(hào)處理電路組成。
通常情況下，除標(biāo)尺光柵與工作臺(tái)裝在一起隨工作臺(tái)移動(dòng)外，光源、透鏡、標(biāo)尺光柵、指示光柵、光敏元件和信號(hào)處理電路均裝在一個(gè)殼體內(nèi)，做成一個(gè)獨(dú)立部件固定在機(jī)床上。
這個(gè)部件稱為光柵的讀數(shù)頭，其作用是將莫爾條紋的信號(hào)轉(zhuǎn)換成所需的電脈沖信號(hào)。
當(dāng)標(biāo)尺光柵隨工作臺(tái)一起移動(dòng)時(shí)，光源通過(guò)聚光鏡后，透過(guò)標(biāo)尺光柵和指示光柵形成忽明忽暗的莫爾條紋；光敏元件把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后通過(guò)信號(hào)處理電路的放大、整形、鑒相、倍頻后輸出或顯示。
為了測(cè)量轉(zhuǎn)向，至少要放置兩個(gè)光敏元件，兩者相距 1/4 莫爾條紋間距，這樣當(dāng)莫爾條紋移動(dòng)時(shí)，會(huì)得到兩路信號(hào)相位相差π /2 的波形；將輸出信號(hào)送入鑒向電路，即可判斷移動(dòng)方向。
二、旋轉(zhuǎn)編碼器
旋轉(zhuǎn)編碼器是一種角位移傳感器，分為光電式、接觸式和電磁式三種，光電式旋轉(zhuǎn)編碼器是閉環(huán)控制系統(tǒng)中最常用的位置傳感器。
旋轉(zhuǎn)編碼器可分為增量式編碼器和絕對(duì)式編碼器兩種。光電式增量編碼器測(cè)量系統(tǒng)由光源、聚光鏡、光電碼盤、光電碼盤狹縫、光欄板、光敏元件和信號(hào)處理電路組成。
當(dāng)光電碼盤隨工作軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光源通過(guò)聚光鏡，透過(guò)光電碼盤和光欄板形成忽明忽暗的光信號(hào)，光敏元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后通過(guò)信號(hào)處理電路的整形、放大、分頻、計(jì)數(shù)、譯碼后輸出或顯示。
為了測(cè)量旋轉(zhuǎn)方向，光欄板的兩個(gè)狹縫距離應(yīng)為 m + (1/4) τ ( τ為碼盤兩個(gè)狹縫之間的距離，即節(jié)距， m 為任意整數(shù) ) ，這樣，兩個(gè)光敏元件的輸出信號(hào)就相差了π /2 相位；將輸出信號(hào)送入鑒相電路，即可判斷碼盤的旋轉(zhuǎn)方向。
三、旋轉(zhuǎn)編碼器、光柵尺怎樣與plc高速計(jì)數(shù)器合理匹配
半國(guó)產(chǎn)化的MHM-02A/B型雙高速光柵隔離耦合器接口模塊和MHM-06雙高速差模信號(hào)轉(zhuǎn)換器接口模塊，而且分別還有多種輸入輸出方式可以組合，可以滿足國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有各種形式的旋轉(zhuǎn)編碼器、光柵尺與各種品牌PLC控制器匹配的要求。
它已經(jīng)在許多PLC數(shù)控系統(tǒng)上，尤其是在那些“問(wèn)題系統(tǒng)”上、和在老系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控改造項(xiàng)目上，實(shí)際應(yīng)用得到了驗(yàn)證。使許多項(xiàng)目控制精度和穩(wěn)定可靠性有非常顯著提高，使理論設(shè)計(jì)精度與實(shí)際得到的效果完全吻合。好接口的確是“多”而不“余”著實(shí)能解決掉問(wèn)題，起到了事半功倍立竿見影的效果。
旋轉(zhuǎn)編碼器是用來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)速并配合PWM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)快速調(diào)速的裝置，光電式旋轉(zhuǎn)編碼器通過(guò)光電轉(zhuǎn)換，可將輸出軸的角位移、角速度等機(jī)械量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖以數(shù)字量輸出(REP)。它分為單路輸出和雙路輸出兩種。技術(shù)參數(shù)主要有每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)(幾十個(gè)到幾千個(gè)都有)，和供電電壓等。單路輸出是指旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出是一組脈沖，而雙路輸出的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出兩組A/B相位差90度的脈沖，通過(guò)這兩組脈沖不僅可以測(cè)量轉(zhuǎn)速，還可以判斷旋轉(zhuǎn)的方向。
光柵尺，也稱為光柵尺位移傳感器(光柵尺傳感器)，是利用光柵的光學(xué)原理工作的測(cè)量反饋裝置。光柵尺經(jīng)常應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床的閉環(huán)伺服系統(tǒng)中，可用作直線位移或者角位移的檢測(cè)。其測(cè)量輸出的信號(hào)為數(shù)字脈沖，具有檢測(cè)范圍大，檢測(cè)精度高，響應(yīng)速度快的特點(diǎn)。
高速計(jì)數(shù)器是指能計(jì)算比普通掃描頻率更快的脈沖信號(hào)，它的工作原理與普通計(jì)數(shù)器類似，只是計(jì)數(shù)通道的響應(yīng)時(shí)間更短，一般以KHZ的頻率來(lái)計(jì)數(shù)，比如精度是20KHZ等。高速計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值是一個(gè)雙字長(zhǎng)(32位)的整數(shù)，且為只讀。在S7-200 PLC中，常以HCO等來(lái)表示和計(jì)算。
四、如何解決旋轉(zhuǎn)編碼器、光柵尺與PLC控制器之間轉(zhuǎn)換接
將光源、圓型的旋轉(zhuǎn)編碼盤(編碼盤的線數(shù)有360線到2400線數(shù)分歧)和光電檢測(cè)器件等組合在一起組成的凡是稱光電旋轉(zhuǎn)編碼器，碼盤的線數(shù)決議了旋轉(zhuǎn)角精度。一樣兩塊長(zhǎng)光柵(動(dòng)尺和定尺)光柵的單元密度也決議了其單元精度，與光電檢測(cè)器件等組合在一起組成的光柵傳感器凡是稱為光柵尺。
旋轉(zhuǎn)編碼器每旋轉(zhuǎn)一格光柵角，每個(gè)光柵電旌旗燈號(hào)對(duì)應(yīng)一個(gè)旋轉(zhuǎn)角或光柵尺每輸出一個(gè)電旌旗燈號(hào)，動(dòng)尺移動(dòng)一個(gè)柵距，輸出電旌旗燈號(hào)便變化一個(gè)周期，經(jīng)由過(guò)程對(duì)旌旗燈號(hào)變化周期的丈量來(lái)測(cè)出動(dòng)就與定就職相對(duì)位移。今朝使用的光電旋轉(zhuǎn)編碼器與光柵尺的輸出旌旗燈號(hào)一般有兩種形式，一是相位角相差90o的2路方波旌旗燈號(hào)，二是相位依次相差90o的4路正弦旌旗燈號(hào)。這些旌旗燈號(hào)的空間位置周期為W。
針對(duì)輸出方波旌旗燈號(hào)的光柵進(jìn)行計(jì)數(shù)，而對(duì)于輸出正弦波旌旗燈號(hào)的光柵，經(jīng)過(guò)整形可變?yōu)榉讲浩鞜籼?hào)輸出進(jìn)行計(jì)數(shù)。就能夠檢測(cè)。輸出方波的旋轉(zhuǎn)編碼器、光柵尺有A相、B相和Z相三個(gè)電旌旗燈號(hào)，A相旌旗燈號(hào)為主旌旗燈號(hào)，B相為副旌旗燈號(hào)，兩個(gè)旌旗燈號(hào)周期不異，均為W，相位差90o。Z旌旗燈號(hào)可以作為較準(zhǔn)旌旗燈號(hào)以消除累積誤差。
隨著控制精度的要求提高，自動(dòng)化控制的越來(lái)越普及。自然PLC運(yùn)用得也就越來(lái)越普遍，是以對(duì)分歧性能功能組件間的毗連也提出了更高的接口要求。MHM-02、03型高速光柵隔離器就是一款性能很是優(yōu)秀的為旋轉(zhuǎn)編碼器、光柵尺與PLC控制器之間轉(zhuǎn)換接口，同時(shí)可以對(duì)于輸出正弦波旌旗燈號(hào)的光柵，經(jīng)過(guò)整形變?yōu)榉讲浩鞜籼?hào)輸出。現(xiàn)已普遍的運(yùn)用到許多進(jìn)口的、國(guó)產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)編碼器、光柵尺與許多進(jìn)口的、國(guó)產(chǎn)的分歧類型PLC上。為此出格為自動(dòng)化進(jìn)程控制系統(tǒng)推薦
特點(diǎn)：FEATURES MHM-02型、MHM-03C型品
A. MHM-02型高速光柵隔離器(光電耦合器)可以運(yùn)用于包括微處置器系統(tǒng)TTL與PLC之間數(shù)據(jù)高速傳輸轉(zhuǎn)換接口(如解決雷諾德旋轉(zhuǎn)編碼器輸出與PLC控制器之間轉(zhuǎn)換接口、運(yùn)用于西門子FM350-2高速計(jì)數(shù)模塊)、電念頭數(shù)字光電編碼器、光柵尺與PLC控制器之間轉(zhuǎn)換接口、變頻器脈沖旌旗燈號(hào)與PLC控制器之間的旌旗燈號(hào)傳輸、數(shù)據(jù)輸進(jìn)/輸出轉(zhuǎn)換接口、微處置器系統(tǒng)和計(jì)較機(jī)外設(shè)接口、還出格適用于機(jī)電控制運(yùn)用等領(lǐng)域。
尤其是能克服工控系統(tǒng)復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)情況下的強(qiáng)干擾，將強(qiáng)電傳動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和遠(yuǎn)程PLC控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間電氣隔離，破除強(qiáng)電場(chǎng)、強(qiáng)磁場(chǎng)等電氣干擾。MHM-02型高速光電耦合模塊可以分隔系統(tǒng)和有用庇護(hù)較為敏感的電路，有用地提高了系統(tǒng)之間的抗干擾性能，為工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的凹凸電壓之間提供一個(gè)完全物理隔離的平安接口。內(nèi)置二路自力隔離器。
B. MHM-02型高速光柵隔離器常規(guī)產(chǎn)物輸進(jìn)，有PLC電平接口02A、有TTL電平接口02B，特殊要求可定制。輸出，有推挽型和集電極開路輸出型02AO、02BO，還有固定TTL電平輸出02AT、02BT，三種任選一種。
C. 結(jié)構(gòu)上采用了片狀模塊卡口式結(jié)構(gòu)，可直接卡進(jìn)尺度道軌安裝，安裝拆卸維護(hù)利便。可以多片緊湊疊合安裝在尺度道軌上DIN，可節(jié)省和替換控制柜輸進(jìn)、輸出接線端子。
一、技術(shù)參數(shù) SPECIFICATIONS
輸進(jìn)參數(shù)INPUT DATA
工作電壓范圍Operating Voltage Range5 - 24 V
輸進(jìn)直流電壓Input DC VoltageA型為PLC電平0 - 24 V ，B型為TTL電平0 - 5V
典型輸進(jìn)電流Type Input Current With Un5 mA
典型傳輸頻率Transmission FrequencyMHM02A/B 0 - 800 KHz ，MHM-02AO/BO 0 - 400KHz
輸出參數(shù)OUTPUT DATA
工作電壓范圍Operating Voltage Range5 – 35 V (DC)
接連負(fù)載電流輸出電流Continuous Load Current25 mA 集電極開路 100 mA
典型開關(guān)速度Switch – Off Delay0.5 us
典型運(yùn)行參數(shù)TYPE GENERAL DATA
輸進(jìn)輸出隔離電壓Isolation Voltage in / out2500 V
工作溫度范圍Operating Temperature Range-20 - +70 ℃
外形尺寸Outside dimension80mm ( H ) × 25mm ( W ) × 59mm ( D ) DIN
注： MHM-02AT輸進(jìn)PLC電平、MHM-02BT輸進(jìn)TTL電平，而模塊的工作電源范圍可DC 9 – 30 V，而輸出固定為TTL電平。
MHM-02AO輸進(jìn)PLC電平、MHM-02BO輸進(jìn)TTL電平，而模塊的工作電源范圍可DC 9 – 30 V，而輸出為集電極開路OC。
