测速编码器工作原理

　　测速编码器工作原理

　　测速编码器一般与轴相联，测速编码器的脉冲量是固定的，在轴旋转的时候，测速编码器就会输出脉冲，PLC或计数器收到脉冲，根据轴转的速度不同时，在单位时间内收到的脉冲总量是不一样的，速度就表现在这里了，根据脉冲量与实际转的长度就可以算了真实的速度米/分钟。

　　电机的速度检测在电机控制中是十分重要的，特别是需要根据精确转子位置控制电机运动状态的应用场合，如位置伺服系统。电机控制系统中的位置检测通常有：微电机解算元件，光电元件，磁敏元件，电磁感应元件等。这些位置检测传感器或者与电机的非负载端同轴连接，或者直接安装在电机的特定的部位。其中光电元件的测量精度较高，能够准确的反应电机的转子的机械位置，从而间接的反映出与电机连接的机械负载的准确的机械位置，从而达到精确控制电机位置的目的。

　　光电编码器测速方法

　　光电编码器是一种数字式角度传感器， 它能将角位移量转换为与之对应的电脉冲进行输出，主要用于机械转角位置和旋转速度的检测与控制。在以光电编码器构成的测速系统中，常用的测速方法有三种，即 “M法”、“T法”和“M/T法”。加速度值理论上只要根据上述方法测得的相邻两个速度点的速度差及其间隔时间即可计算得到。在分析、比较现有的基于光电编码器的各种测速方法的基础上提出了一种新的方法，具有较高的测速精度和实时性。

　　以下为常用的几种基于光电编码器的测速方法。“M法”测速--通过测量一段固定的时间间隔内的编码器脉冲数来计算转速，适用于高速场合。“T法”测速--通过测量编码器两个相邻脉冲的时间间隔来计算转速，适用于速度比较低的场合，当转速较高时其准确性较差。“M/T 法”测速--“M/T法”则是前两种方法的结合，同时测量一定个数编码器脉冲和产生这些脉冲所花的时间，在整个速度范围内都有较好的准确性，但是对于低速，该方法需要较长的检测时间才能保证结果的准确性，无法满足转速检测系统的快速动态响应指标。

　　基于光电编码器的新的测速方法，“M/T法”综合了“M法”和“T法”的优点，但低速段动态响应太慢，因此如果能够根据速度情况实时改变“M/T法”中的1M值，随着速度的降低减少 1M的值，就可以改善“M/T法”在低速段测速动态响应慢的问题。基于这个原理，通过相应的软硬件设计实现了一种高精度的测速方法。其测速原理与相对误差的计算表面上和“M/T法”没有区别，而实际上“M/T法”的采样周期总是产生1M个编码器脉冲的时间，随着转速升高，编码器脉冲频率变大，采样周期逐渐变小，其相对误差增大了；而提出的测速方法由于1M的值可以随速度改变，在高速段增加1M值使得采样周期基本不变。因而其相对误差也基本不变，在低转速段，1M值可降到1，满足系统的动态响应要求，而相对误差与“M/T法”相差很小。以上提到的各种测速方法误差分析都建立在编码器脉宽是均匀的基础上的。而普通的编码器的制造偏差在0.5%左右，如果不加以处理，将会大大影响测速精度。

　　对比分析了常用的各种基于光电编码器的测速方法的原理、相对误差、动态响应的基础上提出了一种新的高精度的测速方法。通过相应的软硬件设计使得新的测速方法在测速精度和相对误差上和“M/T法”相近，并且很好解决了“M/T法”在低速段动态响应慢的问题。针对编码器脉宽不均匀性问题，提出了用线性最小二乘法根据之前的n个点预测当前点速度值的方法，很好的提高了测速精度。通过对之前m个测得的速度点采用线性最小二乘法拟合计算斜率的测加速度方法简单实用，而且可以得到较高的测量精度。