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亨士樂編碼器使用教程與測速原理

編輯:Hengstler(亨士樂)編碼器    發(fā)布時(shí)間:2024-06-21 09:35:34

摘要:Hengstler編碼器按輸出數(shù)據(jù)類型分為增量式和絕對式兩種,按檢測原理又可分為光學(xué)式、磁式、感應(yīng)式和電容式等,其中光電編碼器和霍爾編碼器是常見的兩種類型。
亨士樂編碼器使用教程與測速原理

編碼器是一種旋轉(zhuǎn)式傳感器,主要功能是將角位移或角速度轉(zhuǎn)換成一系列電數(shù)字脈沖。這些脈沖信號可以用于測量位移或速度信息。Hengstler編碼器按輸出數(shù)據(jù)類型分為增量式和絕對式兩種,按檢測原理又可分為光學(xué)式、磁式、感應(yīng)式和電容式等,其中光電編碼器和霍爾編碼器是常見的兩種類型。

編碼器原理


光電編碼器:
光電編碼器通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移轉(zhuǎn)換成脈沖信號或數(shù)字量。它由光碼盤和光電檢測裝置組成。光碼盤上等分開通若干長方形孔,與電動(dòng)機(jī)同軸。電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí),檢測裝置會(huì)輸出脈沖信號,并且通常會(huì)有兩組帶有相位差的方波信號,以便判斷轉(zhuǎn)向。
霍爾編碼器:
霍爾編碼器則通過磁電轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)類似功能。它由霍爾碼盤和霍爾元件組成?;魻柎a盤上分布有不同的磁極,同樣與電動(dòng)機(jī)同軸。當(dāng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí),霍爾元件會(huì)輸出脈沖信號,同樣可以通過兩組帶有相位差的方波信號判斷轉(zhuǎn)向。

圖為霍爾編碼器的工作原理

圖為霍爾編碼器的工作原理


亨士樂編碼器接線說明


對于增量式輸出的霍爾編碼器,例如我們常用的編碼器,它具有AB相輸出,既可以測速又可以辨別轉(zhuǎn)向。Hengstler編碼器一般只需5V供電,并且自帶上拉電阻,因此可以直接連接到單片機(jī)的IO口進(jìn)行讀取。

圖為編碼器的接線說明圖

圖為編碼器的接線說明圖


亨士樂編碼器的軟件四倍頻技術(shù)


軟件四倍頻技術(shù)是一種提高編碼器精度的方法。在常規(guī)測速方法中,我們僅測量A相(或B相)的上升沿或下降沿,但四倍頻技術(shù)會(huì)同時(shí)測量A相和B相的上升沿或下降沿。這樣,在相同時(shí)間內(nèi),計(jì)數(shù)次數(shù)將翻倍(例如從3次變?yōu)?2次),從而提高測量精度。

單片機(jī)采集編碼器數(shù)據(jù)


由于Hengstler編碼器輸出的是標(biāo)準(zhǔn)方波信號,因此單片機(jī)可以直接讀取。具有編碼器接口的單片機(jī)(如STM32)可以直接使用硬件技術(shù)讀取,而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讀取。例如,將編碼器的A相輸出連接到單片機(jī)的外部中斷輸入口,通過跳變沿觸發(fā)中斷,在中斷服務(wù)函數(shù)中,再根據(jù)B相的電平來確定轉(zhuǎn)向。如果A相有跳變沿且B相為高電平,則判斷為正轉(zhuǎn);如果B相為低電平,則判斷為反轉(zhuǎn)。

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