一种增量式编码器的检测方法及检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种增量式编码器的检测方法及检测装置，该方法包括：通过板载时钟创建定时循环的计时器；通过计时器分别对增量式编码器输出的A相脉冲信号和B相脉冲信号进行数字量的采样；A相脉冲信号和B相脉冲信号的相位差为90度；根据B相脉冲信号，获取A相脉冲信号单位时间内上升沿的第一累计数量和下降沿的第二累计数量；获取单位时间内计时器的滴答时间的第三累计数量；根据第一累计数量、第二累计数量和第三累计数量获取A相脉冲信号的脉冲频率；并根据A相脉冲信号的脉冲频率获取增量式编码器的实时转速。本发明专利技术提供的技术方案，可提升增量式编码器的状态检测的实时性。可提升增量式编码器的状态检测的实时性。可提升增量式编码器的状态检测的实时性。

【技术实现步骤摘要】
一种增量式编码器的检测方法及检测装置


[0001]本专利技术涉及编码器
，尤其涉及一种增量式编码器的检测方法及检测装置。

技术介绍

[0002]旋转编码器是一种采用光电等方法将轴的机械转角转换为数字信号输出的精密传感器，分为增量式旋转编码器和绝对式旋转编码器。增量式编码器输出的是与转角的增量成正比的脉冲，需要用计时器来计脉冲数量。增量式编码器分：单通道编码器、AB相编码器、三通道编码器。例如，新能源下线测试台架一般采用AB相编码器，并采用功率分析仪、PLC等来采集转速/转矩信号。
[0003]但在实际应用中，转速/转矩的转换周期较长，实时性不强，不能快速反馈实时的台架转速/转矩状态，并且旋转编码器生成的脉冲信号容易受到干扰，数据准确性不能够保证。而选择其他高速采样仪表，代价也相对较高。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种增量式编码器的检测方法及检测装置，以提升增量式编码器的状态检测的实时性。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种增量式编码器的检测方法，包括：
[0006]通过板载时钟创建定时循环的计时器；
[0007]通过所述计时器分别对增量式编码器输出的A相脉冲信号和B相脉冲信号进行数字量的采样；所述A相脉冲信号和B相脉冲信号的相位差为90度；
[0008]根据所述B相脉冲信号，获取所述A相脉冲信号单位时间内上升沿的第一累计数量和下降沿的第二累计数量；获取单位时间内所述计时器的滴答时间的第三累计数量；
[0009]根据所述第一累计数量、第二累计数量和所述第三累计数量获取所述A相脉冲信号的脉冲频率；并根据所述A相脉冲信号的脉冲频率获取所述增量式编码器的实时转速。
[0010]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种增量式编码器的检测装置，用于执行本专利技术任意实施例提供的增量式编码器的检测方法，所述增量式编码器的检测装置包括：旋转机械平台、控制器和上位机；
[0011]所述旋转机械平台用于带动增量式编码器转动；
[0012]所述控制器用于通过板载时钟创建定时循环的计时器；所述控制器还用于通过所述计时器对增量式编码器输出的A相脉冲信号和B相脉冲信号进行数字量的采样；所述A相脉冲信号和B相脉冲信号的相位差为90度；
[0013]所述控制器还用于根据所述B相脉冲信号，获取所述A相脉冲信号单位时间内上升沿的第一累计数量和下降沿的第二累计数量；获取单位时间内所述计时器的滴答时间的第三累计数量；并根据所述第一累计数量、第二累计数量和所述第三累计数量获取所述A相脉冲信号的脉冲频率，以根据所述A相脉冲信号的脉冲频率获取所述增量式编码器的实时转
速；
[0014]所述上位机用于显示所述增量式编码器的实时转速。
[0015]本专利技术中，可创建高速定时循环的计时器，并利用该计时器对增量式编码器输出的脉冲信号进行采样，具体的，可对A相脉冲信号和B相脉冲信号进行数字量的采样，从而获取A相脉冲信号和B相脉冲信号的图形。并根据上述图形获取A相脉冲信号在单位时间内上升沿的第一累计数量和下降沿的第二累计数量，并获取单位时间内计时器中断的滴答时间的第三累计数量，使得根据上述累计数量获取A相脉冲信号的脉冲频率，从而换算出增量式编码器的实时转速，本专利技术能够实时高速的获取增量式编码器的转速，从而快速反馈实时的台架运行状态。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例提供的一种增量式编码器的检测方法的流程示意图；
[0017]图2为本专利技术实施例提供的采样信号示意图；
[0018]图3为本专利技术实施例提供的增量式编码器正转时的脉冲信号的图形示意图；
[0019]图4为本专利技术实施例提供的增量式编码器反转时的脉冲信号的图形示意图；
[0020]图5为本专利技术实施例提供的一种滤波处理的流程示意图；
[0021]图6为本专利技术实施例提供的一种滤波处理的效果示意图；
[0022]图7为本专利技术实施例提供的另一种增量式编码器的检测方法的流程示意图；
[0023]图8为本专利技术实施例提供的另一种增量式编码器的检测方法的流程示意图；
[0024]图9为本专利技术实施例提供的转矩测量精度效果图；
[0025]图10为本专利技术实施例提供的一种增量式编码器的检测装置的结构示意图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。
[0027]增量式编码器是一种将运动机构输出轴的旋转运动转化为脉冲信号的传感器，一般用于检测运动机构的位置、速度和方向。通常增量式编码器和运动机构同轴连接，随运动机构一起旋转，产生和转速成正比的两路相位相差90度的频率相同的正交脉冲，增量式编码器具有精度高、测量范围广、体积小、重量轻、使用可靠、易于维护等优点，被广泛用于机器人、数控机床等领域。
[0028]现有技术中通常采用功率分析仪、PLC等来采集转速转矩信号。以S7
‑
200(PLC)为例，使用高速计数器(选择A/B相正交计数器模式)，可以实现正传时加计数，反转时减计数。如果编码器输出脉冲的周期大于PLC的扫描循环时间的两倍，通过在B相脉冲的上升沿判断A相脉冲信号的0、1状态，可以判断编码器旋转的方向。但是上述方法在实际应用中，转速转换周期较长，实时性不强，不能快速反馈实时的台架转速状态。
[0029]本专利技术实施例提供了一种增量式编码器的检测方法，如图1所示，图1为本专利技术实施例提供的一种增量式编码器的检测方法的流程示意图，增量式编码器的检测方法具体包括如下步骤：
[0030]步骤S101、通过板载时钟创建定时循环的计时器。
[0031]在轴承实时检测系统中，可通过灵活配置采集系统，例如，对于NIcRIO
‑
9066底座，其自带一个FPGA和一个Real
‑
Time操作系统，FPGA操作系统具有强大的数据处理能力。本实施例中，可利用其自带的板载时钟创建高速定时循环的计时器，本实施例利用计时器采集增量式编码器输出的脉冲信号的计数数据，从而还原出脉冲信号的具体图形，之后，FPGA操作系统可将采集的计数数据换算成实时转速，本实施例通过采集系统的高速信息采集和高速信息处理能力，能够采集到实时的转速数据。
[0032]步骤S102、通过计时器分别对增量式编码器输出的A相脉冲信号和B相脉冲信号进行数字量的采样。
[0033]A相脉冲信号和B相脉冲信号的相位差为90度。因为增量式编码器的内部有两对光电耦合器，两路相位相差90度的频率相同的两路脉冲序列可以为：A相脉冲信号和B相脉冲信号。本实施例通过较高的采样频率，对增量式编码器输出的A相脉冲信号和B相脉冲信号进行数字量(高电平或低电平)的采集，则在脉冲信号的一个脉冲周期内，可设置多个采样点，从而有效还本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增量式编码器的检测方法，其特征在于，包括：通过板载时钟创建定时循环的计时器；通过所述计时器分别对增量式编码器输出的A相脉冲信号和B相脉冲信号进行数字量的采样；所述A相脉冲信号和B相脉冲信号的相位差为90度；根据所述B相脉冲信号，获取所述A相脉冲信号单位时间内上升沿的第一累计数量和下降沿的第二累计数量；获取单位时间内所述计时器的滴答时间的第三累计数量；根据所述第一累计数量、第二累计数量和所述第三累计数量获取所述A相脉冲信号的脉冲频率；并根据所述A相脉冲信号的脉冲频率获取所述增量式编码器的实时转速。2.根据权利要求1所述的增量式编码器的检测方法，其特征在于，所述计时器对所述A相脉冲信号和B相脉冲信号的一个脉冲周期的采集点数大于或等于100。3.根据权利要求1所述的增量式编码器的检测方法，其特征在于，通过所述计时器分别对增量式编码器输出的A相脉冲信号和B相脉冲信号进行数字量的采样之后，还包括：对采样得到的数字量进行滤波处理。4.根据权利要求3所述的增量式编码器的检测方法，其特征在于，对采样得到的数字量进行滤波处理，包括：获取当前采样点的数字量，并获取当前采样点之前的M
‑
1个采样点的数字量；并将M个所述数字量全部转换为数值；M为大于1的整数；对M个所述数值执行求和运算；若求和运算结果大于零，则标记当前采样点的数字量为高电平；若求和运算结果小于或等于零，则标记采样点的数字量为低电平。5.根据权利要求1所述的增量式编码器的检测方法，其特征在于，根据所述B相脉冲信号，获取所述A相脉冲信号单位时间内上升沿的第一累计数量和下降沿的第二累计数量，包括：在单位时间内，若所述A相脉冲信号处于上升沿，则通过所述B相脉冲信号判断所述增量式编码器的旋转方向；若所述旋转方向为正转，则所述第一累计数量加1，若所述旋转方向为反转，则所述第一累计数量减1；在单位时间内，若所述A相脉冲信号处于下降沿，则通过所述B相脉冲信号判断所述增量式编码器的旋转方向；若所述旋转方向为正转，则所述第二累计数量加1，若所述旋转方向为反转，则所述第二累计数量减1。6.根据权利要求5所述的增量式编码器的检测方法，其特征在于，通过所述B相脉冲信号判断所述增量式编码器的旋转方向，包括：当所述A相脉冲信号处于上升沿或下降沿时，若所述B相脉冲信号的数字量与所述A相脉冲信号的数字量相同，则所述增量式编码器的旋转方向为反转；...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑泽群，郁青贤，
申请(专利权)人：无锡市朗迪测控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：