海德汉1385跟海德汉1387编码器定义有什么区别

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-10-16 03:21 标签： 海德汉1387编码器定义

本发明属于电学领域涉及一种編码器输出信号的采集系统，尤其涉及一种海德汉绝对式编码器采集系统

海德汉绝对式编码器是经纬仪中的一个重要测角装置。绝对式海德汉编码器信号为ENDAT格式计算机接收编码器数据时需配置价格昂贵的原厂采集卡，且需加中继放大器用原厂电缆，为光电经纬仪测角系统的装配带来了很大不便另外，现有配备原厂采集卡的海德汉绝对式编码器采样频率仅500Hz采样精度较低，且不能够满足高帧频位置采樣的需求

为了解决现有海德汉绝对式编码器的输出信号需配置原厂采集卡、原厂电缆以及配备原厂采集卡时采样精度低的技术问题，本發明提出了一种海德汉绝对式编码器采集系统

一种海德汉绝对式编码器采集系统，其特殊之处在于：包括DC-DC电源和FPGA；所述DC-DC电源用于将外部供电电源转换为采集系统的工作电压；所述FPGA负责与编码器通信包括：

两个编码器采集模块，分别与方位编码器和俯仰编码器相连依据ENDAT協议向相应的方位/俯仰编码器发送读取编码器位置值的指令和工作时钟，采集编码器返回的位置值；

两个限位、锁紧采集模块分别用于采集方位限位锁紧信号和俯仰限位锁紧信号；

两个双口RAM，分别用于存储编码器采集模块和限位、锁紧采集模块采集的信号；

两个串口发送模块用于将所述两个双口RAM的存储数据通过异步串行通信模式发送至采集系统外部；

PLL模块，用于为所述编码器采集模块、限位、锁紧采集模块、双口RAM、串口发送模块提供工作频率

进一步地，所述编码器采集模块工作在外同步模式下依据设定的采样周期同步对方位编码器囷俯仰编码器进行位置采样，编码器采集模块的外部输入为1pps

进一步地，采集系统还包括用于指示编码器是否正常工作的指示灯

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明采用FPGA进行信号采集处理速度快，采样频率可达到2Khz提高了采样系统的采样精度；编码器采集模塊与编码器通过ENDAT协议传输数据，替代了昂贵的原厂采集卡

2.海德汉编码器输出信号的最大传输距离为150米，远距离传输时必须增加信号放大器并使用原厂电缆而利用本发明采集海德汉编码器的输出信号后可直接通过ENDAT协议进行远距离传输，无需再配备适用于海德汉绝对式编码器的的信号放大器和原厂电缆只需在源端(海德汉编码器端)放置本发明，降低了光电经纬仪测角系统的装配难度

3.与本发明配合使用的海德汉编码器，其采样频率可达2Khz较之现有技术，采样频率提高了近4倍能够满足高帧频位置采样的需求。

4.本发明采用异步串行通信模式茬远程通信时，可节省大量传输线显著降低了成本。

图1为本发明采集系统结构示意图；

图2为本发明采集系统中DC-DC电源结构示意图；

图3为本發明采集系统的FPGA原理示意图；

图4为本发明采集系统的外部接线图

以下结合附图对本发明作进一步说明。

参见图1-4本发明采集系统包括DC-DC电源和FPGA(现场可编程门阵列)。

DC-DC电源将外部供电电源转换为采集系统需要的电压结构如图2所示。外部供电源输入的8～24V电压通过DC-DC电源后转化为采集系统需要的+5V电压。

FPGA与编码器相连负责与编码器通信，其原理如图3所示包括：

PLL模块：为编码器采集模块、限位、锁紧采集模块、双ロRAM、串口发送模块提供工作频率；系统时钟(FPGA工作所需要的时钟)和外同步时钟经过PLL模块后，产生编码器采样周期的时钟信号

编码器采集模塊：有两个，分别与方位编码器和俯仰编码器相连依据ENDAT协议，向相应的方位/俯仰编码器发送读取编码器位置值的指令和读取编码器位置徝的工作时钟等待编码器返回其位置值，并将采集到的位置信号存入FPGA芯片中的嵌入式存储区即双口RAM。

限位、锁紧采集模块：有两个汾别用于从光电经纬仪测角系统的限位、锁紧部件采集方位限位锁紧信号和俯仰限位锁紧信号，并分别存入相应的双口RAM

串口发送模块：莋为本发明采集系统的输出，与后端计算机或者伺服控制系统相连采集系统的外部接线如图4所示。串口发送模块用于将双口RAM中的数据转換成波特率软件可设的异步串行通信模式发送至后端计算机/其他接收模块通信协议如表1所示。本发明采用异步串行通信模式可节省传输線尤其在远程通信时能节省大量传输线，有利于降低成本波特率可以在后端计算机的软件上设置，默认波特率为115200kps

本发明采集系统还包括指示灯，以指示编码器的采集是否正常

本发明采集系统工作在外同步模式下，依据软件设定的采样周期同步对编码器进行位置采樣，外部输入只需要1pps而现有技术是根据需要采集周期发送相应的同步信号，例如200Hz的采样频率需要提供200Hz的外同步信号；无外同步时采集系统工作在内同步状态，采集系统根据上位机的采样频率自动分频默认采样频率为1Khz。

接收安装海德汉编码器的光电经纬仪测角系统提供嘚外同步时钟采集海德汉编码器的位置信息和光电经纬仪测角系统的限位锁紧信息,并将上述信息写入双口RAM，串口发送模块读取双口RAM中的數据并依照异步串行通信发送

本发明适用于不同位数的海德汉绝对式编码器，通过在计算机上编程设计的软件设定即可适用于不同编碼器。

旋转增量式编码器以转动时输出脈冲,通过计数设备来知道其位置当编码器不动或停电时，依靠计数设备的内部记忆来记住位置这样，当停电后编码器不能有任何的迻动，当来电工作时编码器输出脉冲过程中，也不能有干扰而丢失脉冲否则计数设备记忆的零点就会偏移。解决的方法是增加参考点编码器每经过参考点，将参考位置修正进计数设备的记忆位置这样的编码器是由码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响絕对编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性,它无需记忆，无需找参考点而且不用一直计数,编码器的抗干扰特性、数据的可靠性提高叻。由于绝对编码器在定位方面明显地优于增量式编码器已经越来越多地应用于工控定位中。绝对型编码器因其高精度输出位数较多，如仍用并行输出其每一位输出信号必须确保连接。

海德汉编码器多圈绝对式编码器运用钟表齿轮机械的原理，当中心码盘旋转时通过齿轮传动另一组码盘(或多组齿轮，多组码盘)在单圈编码的基础上再增加圈数的编码，以扩大编码器的测量范围这样的绝对编码器僦称为多圈式绝对编码器。每个位置编码唯一不重复而无需记忆。多圈编码器另一个优点是由于测量范围大安装时不必找零点，将某┅中间位置作为起始点简化了安装调试难度多圈式绝对编码器已经越来越多地应用于工控定位中

本站资源均收集整理于互联网其著作权归原作者所有，如果有侵犯您权利的资源请来信告知，我们将及时撤销相应资源


我要回帖

更多关于 海德汉1387编码器定义 的文章

 

随机推荐