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EPC-755A微型光電編碼器及其應用
來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2011/2/16

  1. 概述

  EPC-755A是美國ENCODER PRODUCTS公司生產(chǎn)的微型光電編碼器,具有重量輕、體積小、耐碰撞、易安裝等優(yōu)點,其直徑和長度均為1.5英寸,采用能保證多年可靠工作的金屬結構,具有多種靈活的安裝方式,能大大降低安裝成本。該光電編碼器輸出為雙通道正交信號,具有校正基準信號,可方便地實現(xiàn)雙向計數(shù)。EPC-755A光電編碼器的主要性能參數(shù)如下:
  ●輸入電壓:5~28VDC(最小4.75V,最大28.0V);
  ●輸出電流:最大100mA;
  ●輸出信號:2路計數(shù)脈沖,1路基準脈沖;
  ●基準信號:每圈輸出1個脈沖,中心與通道A波形重合;
  ●測量范圍:最大可測旋轉速率為7500轉/分;
  ●工作溫度:最高可達100℃;
  ●頻率響應:100kHz,最高200kHz;
  ●分辨率:最低1個脈沖/圈,最高6000個脈沖/圈,中間有55種分辨率可供選擇;
  ●安裝方式:柔性方式,伺服方式,法蘭盤方式;
  ●使用壽命:平均10萬小時;
  ●重量:柔性100克,伺服90克;
  ●轉軸方向:雙向;
  ●工作精度:兩圈間誤差≤±0.01°。

  2. 輸出電路與輸出信號

  EPC-755A光電編碼器系列有各種不同類型的輸出電路可供選擇,其輸出電路類型有:帶上拉電阻的NPN型,集電極開路NPN型,推挽輸出型,差分輸出型,如圖1所示。帶上拉電阻和集電極開路型的最大灌電流輸入為100mA;推挽輸出型的最大輸出電流為50mA;差分輸出型,當輸入電壓為5VDC時,其輸出滿足RS-422要求。圖2給出了光電編碼器的輸出信號,對于差分輸出型有六個通道輸出信號A、A、 B、 B、 Z、 Z,其它類型有三個通道輸出信號A、B、Z。順時針旋轉時,通道A輸出波形超前通道B波形90°;逆時針旋轉時,通道A輸出波形遲通道B波形90°;光電編碼器每旋轉一圈,輸出一個基準脈沖,基準脈沖的波形中心對準通道A輸出的波形中心。

 

  3. 實際應用

  EPC-755A光電編碼器具備良好的使用性能,在角度測量、位移測量時抗干擾能力很強,并具有穩(wěn)定可靠的輸出脈沖信號,且該脈沖信號經(jīng)計數(shù)后可得到被測量的數(shù)字信號。


  因此,我們在研制汽車駕駛模擬器時,對方向盤旋轉角度的測量選用EPC-755A光電編碼器作為傳感器,其輸出電路選用集電極開路型,輸出分辨率選用360個脈沖/圈,考慮到汽車方向盤轉動是雙向的,既可順時針旋轉,也可逆時針旋轉,需要對編碼器的輸出信號鑒相后才能計數(shù)。圖3給出了光電編碼器實際使用的鑒相與雙向計數(shù)電路,鑒相電路用1個D觸發(fā)器和2個與非門組成,計數(shù)電路用3片74LS193組成。

  當光電編碼器順時針旋轉時,通道A輸出波形超前通道B輸出波形90°,D觸發(fā)器輸出Q(波形W1)為高電平,Q(波形W2)為低電平,上面與非門打開,計數(shù)脈沖通過(波形W3),送至雙向計數(shù)器74LS193的加脈沖輸入端CU,進行加法計數(shù);此時,下面與非門關閉,其輸出為高電平(波形W4)。當光電編碼器逆時針旋轉時,通道A輸出波形比通道B輸出波形延遲90°,D觸發(fā)器輸出Q(波形W1)為低電平,Q(波形W2)為高電平,上面與非門關閉,其輸出為高電平(波形W3);此時,下面與非門打開,計數(shù)脈沖通過(波形W4),送至雙向計數(shù)器74LS193的減脈沖輸入端CD,進行減法計數(shù)。


  汽車方向盤順時針和逆時針旋轉時,其最大旋轉角度均為兩圈半,選用分辨率為360個脈沖/圈的編碼器,其最大輸出脈沖數(shù)為900個;實際使用的計數(shù)電路用3片74LS193組成,在系統(tǒng)上電初始化時,先對其進行復位(CLR信號),再將其初值設為800H,即2048(LD信號);如此,當方向盤順時針旋轉時,計數(shù)電路的輸出范圍為2048~2948,當方向盤逆時針旋轉時,計數(shù)電路的輸出范圍為2048~1148;計數(shù)電路的數(shù)據(jù)輸出D0~D11送至數(shù)據(jù)處理電路。

  實際使用時,方向盤頻繁地進行順時針和逆時針轉動,由于存在量化誤差,工作較長一段時間后,方向盤回中時計數(shù)電路輸出可能不是2048,而是有幾個字的偏差;為解決這一問題,我們增加了一個方向盤回中檢測電路,系統(tǒng)工作后,數(shù)據(jù)處理電路在模擬器處于非操作狀態(tài)時,系統(tǒng)檢測回中檢測電路,若方向盤處于回中狀態(tài),而計數(shù)電路的數(shù)據(jù)輸出不是2048,可對計數(shù)電路進行復位,并重新設置初值。

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