图3-3 编码器外观
K52 08 G - 1024 B M - C 526 PNP 外壳尺寸 52mm Ф 出轴 08mm Ф
出线方式 电缆侧出 分辨率 1024P/R 输出相 2相输出 A、B 零位信号Z信号输出“1” 输出方式 PNP集电极开路 工作电压+5V～+26V 图3-4 编码器型号说明
3.2.2 技术参数
HGAIN K5208G-1024BM-C526 PNP型增量式光电编码器电气参数见表3-2，由此表可以看出开发班能够支持编码器正常工作，其中的信号精度在下面的测速方法讨论中会涉及到。其机械参数见表3-3，由此表可见在实验时编码器转速应控制在5000 rpm以内。
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表3-2 编码器电气参数
输出波形 输出相 消耗电流 响应频率 载空比 相位差 电源电压 输出电压 方波 A、B、Z三相 ≤150 mA 0～100 KHz 0.5 T±0.1 T 90°±45° DC 5V 高电平VH≥ 85%Vcc，低电平VL≤ 0.3 V 表3-3 编码器机械参数
最大转速 工作寿命 5000 rpm MTBF≥10000 h（+25℃，2000 rpm） 3.2.3 输出波形与信号位置精度
输出90°相位差的A、B两相信号与Z信号，编码器输出信号波形如图3-6所示。输出信号参数见表3-4，在下面的精度分析会有所涉及。
图3-5 编码器输出信号波形
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表3-4 编码器输出信号参数
波形比 相位差 信号位置误差 零位信号 周期误差 电角度周期 脉冲周期 X1+X2=1/2T± 1/12T, X3+X4=1/2T± 1/12T Xn=1/4T ±1/12T(n=1、2、3、4) 准确度≤1/18T Tz=1/4T（1T、1/2T、1/4T...） ± 0.01T TD=T T=360°/1024（每转输出脉冲数） 3.2.4 靠轮传感器原理与说明
靠轮传感器原理如图3-6所示。
测功机主转速滚筒 靠轮传感器
图3-6 靠轮传感器
图中测功机主转速滚筒应为测功机带马达驱动的那根滚筒，靠轮传感器为一个外带橡胶圈的光电编码器转轮，用橡胶可增加摩擦，根据大小滚筒的比例，在转动时可测出大滚筒传到小滚筒上的速度值。
3.3 光电编码器测速原理和方法
编码器从本质上来说主要实现两种功能：输出电机转子当前的位置信息和测量电机旋转速度(包括大小和旋转方向)，简洁地说就是是定位和测速。电机
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转子的定位功能就主要依靠绝对式来实现，增量式编码器主要用来实现测速功能。本课题只要求测速，对定位功能不作考虑，故采用的是增量式光电编码器。
增量式光电编码器是数字式传感器，采用数字式测速方法，基本测速原理是：测量一定时间内编码器输出的脉冲数。编码器增量式脉冲的输出与电机转速成正比，电机转速越快，单位时间内编码器输出的脉冲数越大，直接反映为电机角位移越大。增量式测速方法可分为三种：1、M法测速，这种方法实际上是测量频率;2、T法测速，这种方法实际上是测量周期;3、M/T法测速，这种方法实际上是既测量频率，又测量周期。
3.3.1 M法测速
根据在规定的时间间隔Tc内，传感器所产生的脉冲数来确定速度，这种测速方法称为M法测速。当传感器每转产生N个脉冲信号，在Tc时间内有m1个脉冲产生，如图3-7所示。
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图3-7 M法测量编码器脉冲
该速度下电动机的每分钟转数为：
n?60?m1 （3-1）
N?TcM法测速的三项技术指标为：
（1）分辨率：转速由n1变化到n2的差定义为分辨率Q。在m1变化一个数时有：
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Q?60(m1?1)60m160?? （3-2）
NTcNcNTc从上式可见，分辨率Q值与转速无关，任何转速下Q值都一样；当电动机转速低时，Tc时间内的脉冲数很少，甚至可能只有1个或不到1个，这样测速就不准确了。若要提高分辨率，要么用N值较大的传感器，要么增加检测时间Tc。
（2）测量精度：由于进入和离开测速周期的时间点具有随机性，总会有±1个脉冲的误差，相对误差应为1/m1。这样当速度增加时，m1增大，相对误差就会小，可见M法适合速度高的场合。如图3-8所示：
图3-8 M法相对于速度的误差百分比
（3）检测时间：
T?TC?60 （3-3） NQ3.3.2 T法测速
用测量传感器所产生的相邻两个脉冲之间的时间来确定被测速度的方法称为T法测速
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。测量中用已知明确的频率fc作为时钟，填充两个相邻脉冲之间，
测得的读数为m2，如图3-9所示。
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