格雷碼式旋轉編碼器在位移檢測中的應用

介紹格雷碼式旋轉編碼器的特點，通過PLC轉換成二進制式運算的方法，以及在位移檢測中的應用。
關鍵詞：旋轉編碼器　位移檢測　邏輯電路

1　前言

　　在隨動位置控制系統和位移量檢測中，系統要控制的量有線位移或角位移。需要的檢測裝置較多，如自整角機、旋轉變壓器和感應同步器等。而對于旋轉物體角位移的測量，旋轉編碼器的使用是必不可少的。旋轉編碼器是直接將角位移轉換成數字信號，它分為增量式和絕對式兩種。根據制作工藝的不同，絕對式編碼器又分為二進制、二——十進制和格雷碼盤等。現就格雷碼盤式旋轉編碼器的特點介紹一下。

2　特點

　　格雷碼盤的特點是，在相鄰兩扇面之間只有一個碼發生變化。當讀數時，即使發生改變，也只能有一光電管處在交接面上，也只不過是最低一位的誤差，不可能產生較大誤差，因此此類編碼器精度較高。其缺點是不能直接實現二進制的運算，在運算前必須通過邏輯電路轉換成二進制碼。旋轉編碼器的分辨率為360/N，絕對值碼盤N＝2n,n是輸出字的位數。現就結合常用的16位數算一下軸的位置和對應的數碼，見下表。

表

圖1　邏輯電路

3.2　PLC輸入點轉換
　　在實際應用中，如壓力機滑塊調整量、氣墊調整量的檢測，選用絕對式旋轉編碼器，不但機械安裝簡單，而且檢測位移精度高。在電氣控制中，如果按照邏輯電路設計，那么成本造價高，不經濟。通過PLC模塊輸入點以及內部繼電器，完全可以實現格雷碼向二進制碼的轉換。在PLC中，通過運算指令換算成實際調整量值。因此通過PLC可以實現數據通信、數據顯示等。下面以AB公司PLC5的IVN模塊為格雷碼的輸入點，此模塊設為0框架，第一組的第一模塊。格雷碼轉換成二進制碼的過程可以以子程序被調用。當PLC主程序運算處理調整量時，可以直接調用此子程序，這樣整個程序的處理就簡單得多。其程序如圖2所示。內部繼電器B4/960～B4/975，B4/976～B4/991轉換為二進制文件為B4∶60和B4∶61。按照B4∶61對應的二進制數，通過算術運算指令，就可按規定的比例換算成實際值。

圖2　格雷碼向二進制碼的轉換程序

4　結論

　　該編碼器簡單實用，在自動化程度控制比較高的地方，如機械手、機器人伺服控制系統中，對于自動回原點，記憶停車位置，此編碼器的使用更是必不可少的。