光电编码器在重力测量仪中的应用

光电编码器在重力测量仪中的应用

使用旋转光电编码器，将其轴连接到重力测量仪中的补偿按钮轴。重力测量仪中补偿旋钮的角位移被转换成一定的电信号；有两种类型的旋转光电编码器，编码器和增量编码器。



增量编码器是一种以脉冲形式输出的传感器，其编码器盘比编码器盘简单得多，分辨率也更高。通常，只需要三个条形码通道，并且代码通道不再具有编码器代码通道的含义，而是产生计数脉冲。代码盘的外部和中间通道具有相同数量的均匀分布的透明和不透明扇区（网格），但这两个扇区相互偏移一半。当码盘旋转时，其输出信号是相差90°的A相和B相脉冲信号，以及只有一个透明槽（作为码盘的参考位置，为计数系统提供第一个零信号）的第三个码通道产生的脉冲信号。旋转方向可以由两个输出信号A和B的相位关系（超前或延迟）决定。当码盘向前旋转时，通道A的脉冲波形在通道B前面是π/2，而通道A的反向π/2脉冲波形在B后面。它是一种实际的电路，利用A通道形状波的底边触发单稳态产生的正脉冲与B通道形状波“和”。当码盘正向旋转时，仅输出正向端口脉冲，反之亦然，仅输出反向端口脉冲。因此，增量编码器根据输出脉冲源和脉冲数确定码盘的旋转方向和相对角位移。如果编码器具有相位差为p/N的N个输出信号（代码通道），则可计数脉冲通常是网格数量的2N倍，现在N=2。该电路的缺点是，它有时会产生故障脉冲，从而导致错误。当一个信号处于“高”或“低”电平，而另一个信号位于“高”和“低”之间的往返状态时，就会出现这种情况。

它是一种四倍频细分电路，可以防止伪脉冲并提高分辨率。这里使用具有存储器功能的D型触发器和时钟生成电路。每个通道有两个串联的D触发器，使得两个Q端子在时钟脉冲的间隔期间保持前两个时钟周期的输入状态。否则，可以根据两者之间的关系来确定其变化方向，从而产生“向前”或“向后”的输出脉冲。当特定通道因振动而在“高”和“低”之间振荡时，它会交替产生“正向”和“反向”脉冲，这些脉冲可以消除它们在计算两个计数器的代数和时的影响（下面仪器的测量值也涵盖了这一点）。很明显，手表发生器的频率应该大于振动频率的可能最大值。在原始脉冲信号的周期内获得了四个计数脉冲。例如，每转脉冲数为1000°的编码器可以产生4000个脉冲，频率为4倍，分辨率为0.09°。事实上，这些类型的传感器产品目前封装了电路，例如用传感元件放大和整形光敏元件的输出信号，只要加上细分和计数电路，可以形成角位移测量系统。

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