1、“.....位移的测量都是采用增量测量方法， 也就是在确定初始点后要用读出从初始点到所在位置的增量数步距来确定位 置。因此设备在开机后每个轴需要移动个位置寻找参考标记。近几年来为了解 决开机后机床各个轴在不移动的情况下，光栅尺就能够提供当前绝对位置的数 据，德国日本三丰西班牙等公司都开发了绝对 式光栅尺，并成功用于数控机床，配备了绝对式光栅尺的机床或生产线在重新开 机后立刻重新获得各个轴的绝对位置以及刀具的空间指向......”。

2、“.....这就大大地提高了数控机床的有效加工时间。绝对 式测量是现代测量技术发展的趋势，在位移移传感器上会得到普遍的应用，日本 三丰公司已将增量式容栅数显卡尺用新代绝对式容栅数显卡尺替代，新推出的 防水数显卡尺也采用绝对式电磁感应测量系统。日本公司正在研发绝对式磁 栅尺，即将推出新产品。英国公司也在推出绝对式球栅传感器。总之绝对 式直线传感器有显著优点，是当前发展起来的新代产品，将使数控机床反馈控 制系统提高到个新的高度。 本设计使用的是光栅式光电轴角编码器。光栅式光电编码器正向着高分辨力 的方向发展。如日本尼康公司生产的轴角编码器,每转可输出万 个脉冲,可谓日本的最高分辨力。我国在光电轴角编码器的开发方面上也 已经取得了长足的进展,年航天部院计量站研制的精密数显转台......”。

3、“..... 分辨力,精度误差修正后成都光电所研制的精密测角盐城工学院毕业设计 仪的增量式光电轴角编码器分辨力达到了,测角精度。 目前市场上有销售的光电编码器按现有产品的主要构成元件分类，可分为晶 体管式集成电路式和单片机式。晶体管式所采用的元件主要是晶体管，有的晶 体管式转速测量仪设有记忆电路，其数码管无闪烁现象，显示效果较好，而且测 量速度较高。顾名思义集成电路式转速测量仪，所采用的元件是集成电路元件。 由于集成电路具有重量轻体积小功耗小等优点，而且集成电路元件内设有显 示电路，这使得转速测量仪实现小型化。单片机的出现使得这种仪表的设计变得 更加灵活......”。

4、“.....往往成为产品或控制系统的核心部分，其各种参数在不同的应用中有 其侧重，但转速测量系统作为普遍的应用在国民经济发展中，有重要的意义。 在位移控制系统中,为了提高控制精度,准确测量控制对象的位移是十分重 要的。目前,检测位移的方法有两种 使用位置传感器,测量到的位移量由变送器经转换成数字量,送 至系统进行进步处理。此方法虽然检测精度高,但在多路长距离位置监控系 统中,由于其成本昂贵安装困难,因此并不适用。 使用光电编码器。光电编码器是高精度控制系统常用的位移检测传感 器。当控制对象发生位置变化时,光电编码器便会发出两路相位差的 数字脉冲信号。正转时超前为,反转时超前为。脉冲的个数 与位移量成比例关系,因此,通过对脉冲计数就能计算出相应的位移。该方法不仅 使用方便测量准确,而且成本较低......”。

5、“..... 方案选择及原理 使用光电编码器测量位移,准确无误的计数起着决定性作用。由于在位置控 制系统中,电机既可以正转,又可以反转,所以要求计数器既能实现加计数,又能 实现减计数。相应的计数方法可以用软件实现,也可以用硬件实现。使用软件方 式对光电编码器的脉冲进行方向判别和计数降低了系统控制的实时性,尤其当使 用光电编码器的数量较多时,且其可靠性也不及硬件电路。但其外围电路比较简 单,所以在计数频率不高的情况下,使用软件计数仍有定的优势。对编码器中输 出的两路脉冲进行计数主要分两个步骤首先要对编码器输出的两路脉冲进行鉴 相,即判别电机是正转还是反转其次是进行加减计数,正转时加计数,反转时减 计数。 鉴相原理 脉冲鉴相的方法比较多,既可以用软件实现,也可以用个触发器实现。 图是编码器正反转时输出脉冲的相位关系......”。

6、“.....编码器正转时相超前相, 在相脉冲的下降沿处,相为高电平而在编码器反转时,相滞后相, 在相脉冲的下降沿处,相输出为低电平。这样,编码器旋转时通过判断相 电平的高低就可以判断编码器的旋转方向。 用软件实现脉冲的鉴相和计数 编码器输出的向脉冲接到单片机的外部中断,向脉冲接到端 口,如图所示。当系统工作时,首先要把设置成下降沿触发,并开 相应中断。当有效脉冲触发中断时,执行中断处理程序,判别脉冲是高电平还 是低电平。若是高电平,则编码器正转,加计数若是低电平,则编码器反转,减 计数。图是软件方法的计数与判向电路。 图软件方法的计数与判向电路 用硬件实现脉冲的鉴相和计数 硬件计数在执行速度上有软件计数不可比拟的优势......”。

7、“.....如图所示, 为计数器的位预置数据端,与数据输入锁存器相接为 计数器的位数据输出端,与数据输出缓冲器相接为清零端,与上电清零脉盐城工学院毕业设计 冲相接为预置允许端,由译码控制电路触发为加脉冲输入端,为减脉 冲输入端为进位输出端为借位输出端。 图加减计数芯片 当和中个输入脉冲时,另个必须处于高电平,才能进行计数工 作。而从编码器直接输出的两路脉冲不符合要求,不能直接接到计数器的 输入端,但可以利用这两路脉冲之间的相位关系对其进行鉴相后再计数。 图给出了光电编码器实际使用的鉴相与双向计数电路,鉴相电路用个 触发器和个与非门组成,计数电路用片组成。当光电编码器顺时 针旋转时,相超前相,触发器输出Š为高电平,为低电 平,与非门打开,计数脉冲通过......”。

8、“.....进行加法计数此时,与非门关闭,其输出为高电平。当光电编 码器逆时针旋转时,相比相延迟,触发器输出Š为低电 平,为高电平,与非门关闭,其输出为高电平此时,与非门打 开,计数脉冲通过,送至双向计数器的减脉冲输入端,进行减法 计数。图是光电编码器输出脉冲的鉴相及其计数。 盐城工学院毕业设计 图光电编码器输出脉冲的鉴相及其计数 用单片机内部计数器实现可逆计数 对以上两种计数方法进行分析可知,用纯软件计数虽然电路简单,但是计数 速度慢,难以满足实时性要求,而且容易出错,用外接加减计数芯片的方法,虽然 速度快,但硬件电路复杂,由图可以看出,要制作个位计数器需要个外 围芯片,成本较高。我们可以用单片机内部的计数器来实现加减计数......”。

9、“.....单片机还有个 定时器定时器,这个定时器都可以作为计数器使用。但单片机内部 的计数器是加计数器,所以不能直接应用,必须经过适当的软件编程来实现其 减计数功能。硬件电路如图所示。 盐城工学院毕业设计 摘要 在控制领域中,经常需要进行各种位移量的测量。在实际的工业位置控制领 域中，为了提高控制精度，准确地对控制对象进行检测是十分重要的。传统的机 械测量位移装置已远远不能满足现代生产的需要，而数字式传感器光电编码器, 能将角位移量转换为与之对应的电脉冲输出,主要用于机械位置和旋转速度的 检测，具有精度高，体积小等特点，因此本设计决定采用光电编码器进行位移检 测。 本设计为采用光电编码器来实现位移测量及其仿真，实现测量来自外部的 不同的位移值及显示。具体应用单片机为核心，光电编码器进行位移测 量......”。