绝对式光电轴角编码器的原理与数据传输

来源:未知    日期:2018/01/05    浏览量:


        绝对式光电轴角编码器是一种数字测角装置,实时测量转轴所处的角位置及角速度,它把轴角信息转换成度、分、秒形式的数字代码,与控制系统中的总线连接可实现实时测量。它具有工作可靠性高,抗干扰能力强,精度高,断电记忆等优点。在靶场设备、数字经纬仪、雷达及一些大型军用设备等数字化测量跟踪和定位系统中得到广泛应用。

        在这些实际应用的控制系统中由于各分系统传感器和探测器输出的数据结构不同,绝对式光电轴角编码器会用到不同的内部数据通信方式,主要有RS232、RS485/488串口,并口等。但在具体工程应用项目中,上述通信方式常会受到传输距离、通信速率等方面限制。近几年来串行通信快速发展,出现了多种控制系统现场总线形式,CAN总线就是其中应用最为广泛的一种,它是控制器局域网总线的简称,是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。由于CAN总线的高性能、高可靠性及独特的设计,已成为目前国内外普及和实时性最高的现场总线。控制系统中内部通信方式的发展变化,使得用作测量角位移和角速度的编码器要提供CAN总线接口以满足整个控制系统的现场总线设计要求。

        编码器工作原理
        编码器由数据采集装置和数据处理装置两部分组成。单片机是编码器电路系统的核心部分,它将编码器的信号(粗码、中精码、精码)采集到后,经精码细分、码道校正、数字量相加、电调零、度分秒转换等软件处理,最后显示及实现与控制系统接口。

        编码器数据传输
        编码器与控制系统的数据传输可以采用并行和串行两种方式。并行传输通过并口传递数据,每位数据需要数据电缆一芯,例如对于24位分辨率的编码器就需要一根24芯的电缆,因此使用空间受到限制,仅适用于短距离传输和特殊要求的场合。串行传输,数据信息通过一根双绞线实现串行传送,根据不同通信协议再加些附加位实现纠错等功能,这一功能可扩大应用于数据总线系统中。串行传输用线少,硬件少,成本低,传输距离远,数据安全可靠。

        提出编码器CAN总线接口
        在对各种现场总线的综合比较中,基于CAN总线构建的通信系统具有很多优异的特性:数据信号采用差分电压传输;总线传输介质可用双绞线、同轴电缆和光纤;可以多主方式工作,通信方式灵活;可以点对点、点对多点及全局广播方式传送接收数据;网络上的节点信息可分成不同的优先级,满足不同的实时要求;采用非破坏性总线仲裁技术;数据采用短帧结构,每一帧为8Byte,数据出错率低;通信协议中数据链路层的MAC子层具有严格的错误检测能力;具有国际标准,开放性好。因此,在对光电跟踪系统内部通信方式改造中采用CAN总线作为数据通信总线结构,进而提出编码器CAN总线接口。
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