编码器如何测位置、测转速、测角加速度？

 

　　在电气传动系统中，是用来测量电机转速及转子位置核心部件。光电编码器，它的转轴和被测转轴连在一起，由被测转轴带动它的转轴转动，然后将被测的物理量转变为二进制编码或者一串脉冲。

　　就以光电编码器来说进行细分又有三种类型，有增量式编码器、绝对式编码器、混合式编码器。其中的增量式编码器多用于转轴转速测量，绝对式编码器多用于转轴空间位置的测量，而混合式编码器其实就是增量式编码器和绝对式编码器的组合体，后端是置入处理芯片的。所以说其实这三类编码器都具有测量转子转速及空间位置的功能。

　　题目说的如何实现物理量的测量？这得从其原理出发。因此来说说增量式编码器工作原理。

　　曾量式编码器

　　假如主码盘的不透明区域和鉴向盘的透明窄缝对齐，投射光线是被全部遮挡的，此时编码器输出的电压信号是最小的。假如主码盘的透明区域和鉴向盘透明窄缝对齐，投射光线是全部透过的，此时编码器输出的电压信号是最大的。

　　所以说增量式编码器的主码盘每转一个刻度线周期，它就输出一个近似正弦波电压信号，而且两组光电变换器输出电压信号相位差为90度。

　　看下图，是增量式编码器输出波形

　　区别电机转子旋转方向，根据A和B这两路脉冲信号相位来判断电机转子是正转还是反转。但增量式编码器有优点也有缺点，优点是实现小型化容易、结构简单、响应速度快，缺点是掉电后容易丢数据，还容易积累误差。

　　综上所述，可利用增量式编码器用于电机转子转速及转子初始位置等检测。

　　例如转速测量；根据电机转速表达式n＝60?m/T?N可知，只要知道光电码盘每转输出脉冲数N就可得知电机转子转速。

　　编码器如何测位置、测转速和角加速度，首先我们看下编码器的功能它一般安装在电机轴或者与之连接的丝杆上，电机带动丝杆旋转同时编码器测量出旋转信号。通过这个旋转信号可以计算出电机的转速，把旋转信号转换成直线信号能计算出平移速度以及位置信息，如下图所示，是我们设备中常见的机械连接。

　　角加速度的计算都可以通过转速得到，我们看下如何测量转速信号，编码器输出为脉冲信号，在plc中可以通过高速计数器完成对其的采集，位置和脉冲是这样转换的呢，编码器有一个分辨率R就是转一圈多少个脉冲，这里就得知道丝杆螺距多少比如10mm，那么一个脉冲对应的距离就是10/Rmm了。这样我们就可以计算出位置所在了。转速的测量我们可以根据公式得到：其中n为转速，R为编码器分辨率，△p是单位时间△t(单位是ms)内采集的脉冲数。根据公式我们只需要在特定时间内知道编码器输出多少个脉冲即可。因为是高速脉冲，如果是plc必须通过中断功能来计算。甚至我们可以使用脉冲密度专用指令来测量很方便准确。

　　角加速度的测量同样根据如下图的公式得到，其中α是角加速度，w是角速度根据转速计算出。

　　以上就是编码器如何计算位置、转速和角加速度的公式和方法，希望能帮到你！