分析US DIGITAL光柵尺信號(hào)輸出頻率受哪些因素影響?
美國(guó)US DIGITAL光柵尺的信號(hào)輸出頻率主要受以下因素影響:
運(yùn)動(dòng)速度:
線性運(yùn)動(dòng):若用于線性測(cè)量,信號(hào)輸出頻率與線性條速度相關(guān)。根據(jù)其技術(shù)參數(shù),最大線性條速度為(3×10 5 )/LPI
英寸 / 秒(LPI 為每英寸線數(shù)),速度越快,單位時(shí)間內(nèi)讀數(shù)頭掃過(guò)的柵線數(shù)越多,信號(hào)輸出頻率越高,反之則越低。
旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng):當(dāng)用于旋轉(zhuǎn)測(cè)量時(shí),轉(zhuǎn)速與輸出頻率有關(guān)。最大轉(zhuǎn)速為
(18×10 )/CPR rpm(CPR 為每轉(zhuǎn)周期數(shù)),轉(zhuǎn)速越高,編碼器盤(pán)每轉(zhuǎn)產(chǎn)生的脈沖數(shù)在單位時(shí)間內(nèi)輸出的頻率就越高。
分辨率設(shè)置:該光柵尺每個(gè)周期可解碼成 1 或 4 個(gè)狀態(tài),即 X1 或 X4 分辨率乘法。在相同的運(yùn)動(dòng)速度下,采用 X4 分辨率乘法時(shí),相當(dāng)于對(duì)信號(hào)進(jìn)行了 4 倍細(xì)分,輸出頻率會(huì)是 X1 分辨率時(shí)的 4 倍。
柵距或線數(shù):對(duì)于線性測(cè)量,柵距(或每英寸線數(shù) LPI)影響信號(hào)輸出頻率。柵距越小(或 LPI 越大),相同的移動(dòng)距離下輸出的脈沖數(shù)越多,信號(hào)輸出頻率越高;對(duì)于旋轉(zhuǎn)測(cè)量,編碼器盤(pán)的每轉(zhuǎn)周期數(shù)(CPR)相當(dāng)于柵距的概念,CPR 越大,每轉(zhuǎn)輸出的脈沖數(shù)越多,在相同轉(zhuǎn)速下信號(hào)輸出頻率越高。
信號(hào)處理電路:信號(hào)處理電路的頻率特性會(huì)影響信號(hào)輸出頻率。如果電路的頻率響應(yīng)不足,無(wú)法及時(shí)處理高速變化的信號(hào),可能會(huì)導(dǎo)致信號(hào)失真、丟失脈沖等情況,使實(shí)際輸出頻率低于理論值或出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。優(yōu)質(zhì)的信號(hào)處理電路應(yīng)具有良好的頻率特性,能保證在一定頻率范圍內(nèi)準(zhǔn)確地放大、整形和輸出信號(hào)。
外部干擾:電磁干擾等外部環(huán)境因素可能影響信號(hào)輸出頻率。周?chē)膹?qiáng)電磁干擾源(如電機(jī)、變頻器等)會(huì)對(duì)光柵尺的信號(hào)傳輸產(chǎn)生干擾,導(dǎo)致信號(hào)失真、噪聲增加,從而影響信號(hào)輸出頻率的穩(wěn)定性,嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)使頻率出現(xiàn)跳變或異常波動(dòng)。
安裝情況:光柵尺安裝不牢固、讀數(shù)頭與尺身(或編碼器盤(pán))之間的間隙不正確或安裝平行度不符合要求等,都可能導(dǎo)致信號(hào)輸出不穩(wěn)定,進(jìn)而影響輸出頻率。例如,安裝平行度誤差過(guò)大,會(huì)使讀數(shù)頭掃過(guò)柵線時(shí)不均勻,可能產(chǎn)生額外的脈沖或丟失脈沖,影響頻率的準(zhǔn)確性;讀數(shù)頭與尺身間隙不合適,可能導(dǎo)致信號(hào)強(qiáng)度變化,也會(huì)對(duì)頻率產(chǎn)生影響。
判斷美國(guó)US DIGITAL光柵尺的信號(hào)輸出頻率是否正常,需結(jié)合設(shè)備特性、測(cè)量環(huán)境及專業(yè)工具進(jìn)行系統(tǒng)性檢測(cè)。以下是具體的判斷方法和步驟:
準(zhǔn)備工具與前提條件
工具:
示波器(需支持頻率測(cè)量功能,帶寬建議≥100MHz)。
頻率計(jì)(高精度數(shù)字頻率計(jì),用于直接讀取頻率值)。
萬(wàn)用表(檢測(cè)供電電壓、信號(hào)電平是否正常)。
前提條件:
確認(rèn)光柵尺安裝正確(讀數(shù)頭與尺身間隙、平行度符合手冊(cè)要求),機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件無(wú)卡頓、抖動(dòng)。
供電電源穩(wěn)定(如 EM1-1-1250-I 需 5V±5% 電壓),無(wú)紋波干擾。
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