有關(guān)光柵尺與旋轉(zhuǎn)編碼器的應(yīng)用說明，光柵尺測量系統(tǒng)由光源、透鏡、標尺光柵、指示光柵、光敏元件和信號處理電路組成，旋轉(zhuǎn)編碼器是一種角位移傳感器，分為光電式、接觸式和電磁式三種。

光柵尺與旋轉(zhuǎn)編碼器的應(yīng)用說明

一、光柵尺

光柵尺測量系統(tǒng)由光源、透鏡、標尺光柵、指示光柵、光敏元件和信號處理電路組成。

通常情況下，除標尺光柵與工作臺裝在一起隨工作臺移動外，光源、透鏡、標尺光柵、指示光柵、光敏元件和信號處理電路均裝在一個殼體內(nèi)，做成一個獨立部件固定在機床上。

這個部件稱為光柵的讀數(shù)頭，其作用是將莫爾條紋的信號轉(zhuǎn)換成所需的電脈沖信號。

當(dāng)標尺光柵隨工作臺一起移動時，光源通過聚光鏡后，透過標尺光柵和指示光柵形成忽明忽暗的莫爾條紋；光敏元件把光信號轉(zhuǎn)換成電信號，然后通過信號處理電路的放大、整形、鑒相、倍頻后輸出或顯示。

為了測量轉(zhuǎn)向，至少要放置兩個光敏元件，兩者相距 1/4 莫爾條紋間距，這樣當(dāng)莫爾條紋移動時，會得到兩路信號相位相差π /2 的波形；將輸出信號送入鑒向電路，即可判斷移動方向。

二、旋轉(zhuǎn)編碼器

旋轉(zhuǎn)編碼器是一種角位移傳感器，分為光電式、接觸式和電磁式三種，光電式旋轉(zhuǎn)編碼器是閉環(huán)控制系統(tǒng)中最常用的位置傳感器。

旋轉(zhuǎn)編碼器可分為增量式編碼器和絕對式編碼器兩種。光電式增量編碼器測量系統(tǒng)由光源、聚光鏡、光電碼盤、光電碼盤狹縫、光欄板、光敏元件和信號處理電路組成。

當(dāng)光電碼盤隨工作軸一起轉(zhuǎn)動時，光源通過聚光鏡，透過光電碼盤和光欄板形成忽明忽暗的光信號，光敏元件將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，然后通過信號處理電路的整形、放大、分頻、計數(shù)、譯碼后輸出或顯示。

為了測量旋轉(zhuǎn)方向，光欄板的兩個狹縫距離應(yīng)為 m + (1/4) τ ( τ為碼盤兩個狹縫之間的距離，即節(jié)距， m 為任意整數(shù) ) ，這樣，兩個光敏元件的輸出信號就相差了π /2 相位；將輸出信號送入鑒相電路，即可判斷碼盤的旋轉(zhuǎn)方向。

三、旋轉(zhuǎn)編碼器、光柵尺怎樣與plc高速計數(shù)器合理匹配

半國產(chǎn)化的MHM-02A/B型雙高速光柵隔離耦合器接口模塊和MHM-06雙高速差模信號轉(zhuǎn)換器接口模塊，而且分別還有多種輸入輸出方式可以組合，可以滿足國內(nèi)外現(xiàn)有各種形式的旋轉(zhuǎn)編碼器、光柵尺與各種品牌PLC控制器匹配的要求。

它已經(jīng)在許多PLC數(shù)控系統(tǒng)上，尤其是在那些“問題系統(tǒng)”上、和在老系統(tǒng)進行數(shù)控改造項目上，實際應(yīng)用得到了驗證。使許多項目控制精度和穩(wěn)定可靠性有非常顯著提高，使理論設(shè)計精度與實際得到的效果完全吻合。好接口的確是“多”而不“余”著實能解決掉問題，起到了事半功倍立竿見影的效果。

旋轉(zhuǎn)編碼器是用來測量轉(zhuǎn)速并配合PWM技術(shù)可以實現(xiàn)快速調(diào)速的裝置，光電式旋轉(zhuǎn)編碼器通過光電轉(zhuǎn)換，可將輸出軸的角位移、角速度等機械量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖以數(shù)字量輸出(REP)。它分為單路輸出和雙路輸出兩種。技術(shù)參數(shù)主要有每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)(幾十個到幾千個都有)，和供電電壓等。單路輸出是指旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出是一組脈沖，而雙路輸出的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出兩組A/B相位差90度的脈沖，通過這兩組脈沖不僅可以測量轉(zhuǎn)速，還可以判斷旋轉(zhuǎn)的方向。

光柵尺，也稱為光柵尺位移傳感器(光柵尺傳感器)，是利用光柵的光學(xué)原理工作的測量反饋裝置。光柵尺經(jīng)常應(yīng)用于數(shù)控機床的閉環(huán)伺服系統(tǒng)中，可用作直線位移或者角位移的檢測。其測量輸出的信號為數(shù)字脈沖，具有檢測范圍大，檢測精度高，響應(yīng)速度快的特點。

高速計數(shù)器是指能計算比普通掃描頻率更快的脈沖信號，它的工作原理與普通計數(shù)器類似，只是計數(shù)通道的響應(yīng)時間更短，一般以KHZ的頻率來計數(shù)，比如精度是20KHZ等。高速計數(shù)器的當(dāng)前值是一個雙字長(32位)的整數(shù)，且為只讀。在S7-200 PLC中，常以HCO等來表示和計算。

四、如何解決旋轉(zhuǎn)編碼器、光柵尺與PLC控制器之間轉(zhuǎn)換接

將光源、圓型的旋轉(zhuǎn)編碼盤(編碼盤的線數(shù)有360線到2400線數(shù)分歧)和光電檢測器件等組合在一起組成的凡是稱光電旋轉(zhuǎn)編碼器，碼盤的線數(shù)決議了旋轉(zhuǎn)角精度。一樣兩塊長光柵(動尺和定尺)光柵的單元密度也決議了其單元精度，與光電檢測器件等組合在一起組成的光柵傳感器凡是稱為光柵尺。

旋轉(zhuǎn)編碼器每旋轉(zhuǎn)一格光柵角，每個光柵電旌旗燈號對應(yīng)一個旋轉(zhuǎn)角或光柵尺每輸出一個電旌旗燈號，動尺移動一個柵距，輸出電旌旗燈號便變化一個周期，經(jīng)由過程對旌旗燈號變化周期的丈量來測出動就與定就職相對位移。今朝使用的光電旋轉(zhuǎn)編碼器與光柵尺的輸出旌旗燈號一般有兩種形式，一是相位角相差90o的2路方波旌旗燈號，二是相位依次相差90o的4路正弦旌旗燈號。這些旌旗燈號的空間位置周期為W。

針對輸出方波旌旗燈號的光柵進行計數(shù)，而對于輸出正弦波旌旗燈號的光柵，經(jīng)過整形可變?yōu)榉讲浩鞜籼栞敵鲞M行計數(shù)。就能夠檢測。輸出方波的旋轉(zhuǎn)編碼器、光柵尺有A相、B相和Z相三個電旌旗燈號，A相旌旗燈號為主旌旗燈號，B相為副旌旗燈號，兩個旌旗燈號周期不異，均為W，相位差90o。Z旌旗燈號可以作為較準旌旗燈號以消除累積誤差。

隨著控制精度的要求提高，自動化控制的越來越普及。自然PLC運用得也就越來越普遍，是以對分歧性能功能組件間的毗連也提出了更高的接口要求。MHM-02、03型高速光柵隔離器就是一款性能很是優(yōu)秀的為旋轉(zhuǎn)編碼器、光柵尺與PLC控制器之間轉(zhuǎn)換接口，同時可以對于輸出正弦波旌旗燈號的光柵，經(jīng)過整形變?yōu)榉讲浩鞜籼栞敵觥，F(xiàn)已普遍的運用到許多進口的、國產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)編碼器、光柵尺與許多進口的、國產(chǎn)的分歧類型PLC上。為此出格為自動化進程控制系統(tǒng)推薦

特點：FEATURES MHM-02型、MHM-03C型品

A. MHM-02型高速光柵隔離器(光電耦合器)可以運用于包括微處置器系統(tǒng)TTL與PLC之間數(shù)據(jù)高速傳輸轉(zhuǎn)換接口(如解決雷諾德旋轉(zhuǎn)編碼器輸出與PLC控制器之間轉(zhuǎn)換接口、運用于西門子FM350-2高速計數(shù)模塊)、電念頭數(shù)字光電編碼器、光柵尺與PLC控制器之間轉(zhuǎn)換接口、變頻器脈沖旌旗燈號與PLC控制器之間的旌旗燈號傳輸、數(shù)據(jù)輸進/輸出轉(zhuǎn)換接口、微處置器系統(tǒng)和計較機外設(shè)接口、還出格適用于機電控制運用等領(lǐng)域。

尤其是能克服工控系統(tǒng)復(fù)雜的現(xiàn)場情況下的強干擾，將強電傳動執(zhí)行機構(gòu)和遠程PLC控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間電氣隔離，破除強電場、強磁場等電氣干擾。MHM-02型高速光電耦合模塊可以分隔系統(tǒng)和有用庇護較為敏感的電路，有用地提高了系統(tǒng)之間的抗干擾性能，為工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中的凹凸電壓之間提供一個完全物理隔離的平安接口。內(nèi)置二路自力隔離器。

B. MHM-02型高速光柵隔離器常規(guī)產(chǎn)物輸進，有PLC電平接口02A、有TTL電平接口02B，特殊要求可定制。輸出，有推挽型和集電極開路輸出型02AO、02BO，還有固定TTL電平輸出02AT、02BT，三種任選一種。

C. 結(jié)構(gòu)上采用了片狀模塊卡口式結(jié)構(gòu)，可直接卡進尺度道軌安裝，安裝拆卸維護利便。可以多片緊湊疊合安裝在尺度道軌上DIN，可節(jié)省和替換控制柜輸進、輸出接線端子。

一、技術(shù)參數(shù) SPECIFICATIONS

輸進參數(shù)INPUT DATA

工作電壓范圍Operating Voltage Range5 - 24 V

輸進直流電壓Input DC VoltageA型為PLC電平0 - 24 V ，B型為TTL電平0 - 5V

典型輸進電流Type Input Current With Un5 mA

典型傳輸頻率Transmission FrequencyMHM02A/B 0 - 800 KHz ，MHM-02AO/BO 0 - 400KHz

輸出參數(shù)OUTPUT DATA

工作電壓范圍Operating Voltage Range5 – 35 V (DC)

接連負載電流輸出電流Continuous Load Current25 mA  集電極開路 100 mA

典型開關(guān)速度Switch – Off Delay0.5 us

典型運行參數(shù)TYPE GENERAL DATA

輸進輸出隔離電壓Isolation Voltage in / out2500 V

工作溫度范圍Operating Temperature Range-20 - +70 ℃

外形尺寸Outside dimension80mm ( H ) × 25mm ( W ) × 59mm ( D ) DIN

注： MHM-02AT輸進PLC電平、MHM-02BT輸進TTL電平，而模塊的工作電源范圍可DC 9 – 30 V，而輸出固定為TTL電平。

MHM-02AO輸進PLC電平、MHM-02BO輸進TTL電平，而模塊的工作電源范圍可DC 9 – 30 V，而輸出為集電極開路OC。