实验目的

了解传感器检测实验装置光电编码器的原理与应用。

实验原理

光电编码器的工作原理：光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器， 光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90º的两路脉冲信号。

增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90º，从而可方便地判断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。

 

实验内容与步骤

1、打开主控台电源，将直流稳压电源15V、5V接到JCY-4光栅角位移检测装置和光栅传感器模块。

2、将采集卡的模拟量和开关量电缆接到采集卡接口（采集卡的地线要接到直流稳压电源地），采集卡接口DO1~DO4分别接到JCY-4光栅角位移传感器检测装置“步进电机驱动模块”的A、B、C、D。光栅角位移传感器输出通过一根排线接到光栅传感器模块的“光栅传感器输入-角位移”。

3、通过USB电缆将USB数据采集卡接入计算机，并打开THSRZ-1 V1.3软件，选择“系统”菜单下的脚本编辑器，在弹出的窗口中选择“文件”——>“打开”，在弹出的对话框中选择JavaScript程序“步进电机控制”（在软件安装路径下的“JS脚本”文件夹内），认真阅读并理解程序，选择“调试”——>“步长设置”在弹出的对话框中设置单位步长时间。选择“调试”——>“启动”。

4、通过改变“步长设置”的时间控制步进电机转动的速度。设置好光栅传感器模块（见使用说明），读出步进电机的步距。

附：光栅传感器实验模块功能及操作说明：

指示灯对应功能：

1．8位LED显示，首位为符号；

2．方向设定：正向、反向；

3．公英制转换：公制、英制；

4．绝对、相对坐标转换；

5．清零、参考值设定（预置）；

6．光栅类型转换：角位移、线位移。

对应操作：（测量前先选择光栅类型）。

1、光栅类型转换（圆：光栅灯亮）

“功能键”－>光栅灯亮/灭－>“确认”

2、清零（三种方法）

a. 按“取消”键。

b. 按“0” 键。

c.“功能”键－>参考值灯亮－>输入“0”－>“确认”

3、置数

“功能键”－>参考值灯亮－>输入“xxxx”－>“确认”－>数据有效，开始测量

4、光栅零参考点

a. 绝对坐标状态：“功能键”－>参考值灯亮－>移动光栅－>过零点自动退出“参考”进入正常测量；

b. 相对坐标状态：测量停止，输入数字后在输入数据基础上测量相对位移。

5、绝对值(绝对值灯亮)

“功能键”－>绝对值灯亮/灭－>“确认”

6、英制转换（公英制灯亮）

“功能键”－>公英制灯亮/灭－>“确认”

7、方向设定（正反向灯亮）

“功能键”－>方向灯亮/灭－>“确认”

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