说明书一种光电编码器轴的转速精度检测系统
技术领域
本发明涉及一种光电编码器轴的转速精度检测系统，属于电子领域。
背景技术
目前, 测量轴的转速的方法很多, 主要分为计数式、模拟式、同步式三大类。这三种类型根据不同的工作原理又可分为具体不同的类型, 其中, 计数式可以分为机械式、光电式、电磁式。光电式目前是一种常用的计数式转速测量仪, 此种测量方法离不开重要的部件光电编码器。光电编码器是通过光电转换的作用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。这是目前常用的传感器, 它由光栅盘( 或称码盘) 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孔。由于光栅盘与电动机同轴, 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。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。光电编码器具有体积小, 精度高, 工作可靠, 接口数字化等优点。它广泛应用于数控机床、回转台、伺服传动、机器人、雷达、军事目标测定等需要检测角度的装置和设备中。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明提出了一种光电编码器轴的转速精度检测系统。
（二）技术方案
测量系统的组成：在一台双跨四支撑转子实验台上进行的,如图1, 它主要由一个直流调速电机驱动主轴旋转, 主轴有4个滑动轴承支撑, 根据检测安装需要, 我们在主轴上改进了两个滑动轴承( 部件5和部件11) , 部件5安装一条光纤, 以接受透过光电码盘的激光束, 部件11安装半导体激光器, 作为光源。1- 电机调速装置; 2- 电机调速旋钮; 3- 直流调速电机; 4- 连轴节;5- 滑动轴承; 6- 旋转主轴; 7- 光电码盘; 8- 质量盘; 9- 光纤位移传感器; 10- 凸透镜; 11- 半导体激光器; 12、13、14- 滑动轴承测量系统主要由: 一支DG650- 13- 3半导体激光器、一根纤芯直径为1 mm数值孔径为0.5的塑料光纤、一个OPT101光电二极管、一个OP07集成运算放大器、保护电路、一个施密特触发器、89S52单片机及数据显示电路组成( 见图2) 。
其中, 固定在部件11的半导体激光器发出的光束垂直穿过码盘的其中一个孔, 光线再照射在凸透镜上,通过光纤传感器的接收和传输后, 再垂直地照射在光电二极管OPT101的光敏区, 光电二极管把光强转换为电压。此时, 光电信号范围在0.05V~0.5V之间, 因为当激光器发出的光束被码盘遮挡住时, 光电二极管由于存在暗电流和受外界光纤的影响, 输出电压在0.05V左右; 当激光器发出的光束穿过码盘的孔时, 光电二极管输出电压在0.5V左右; 这样大小的信号输入施密特触发器后均为低电平, 再输入单片机后不会引起计数器的计数, 因此在光电二极管之后必须接放大电路和保护电路, 放大电路放大倍数在8倍~10倍, 保护电路是为了预防光强不稳、电压不稳定等因素而引起电压过高烧坏器件的现象。
本发明有益效果：本发明的光电编码器具有体积小, 精度高, 工作可靠, 接口数字化等优点。它广泛应用于数控机床、回转台、伺服传动、机器人、雷达、军事目标测定等需要检测角度的装置和设备中。
附图说明
图1 双跨四支撑转子实验台
1- 电机调速装置; 2- 电机调速旋钮; 3- 直流调速电机; 4- 连轴节;5- 滑动轴承; 6- 旋转主轴; 7- 光电码盘; 8- 质量盘; 9- 光纤位移传感器; 10- 凸透镜; 11- 半导体激光器; 12、13、14- 滑动轴承图2 测量系统信号流程图。
具体实施方式
实施例：测量系统的组成：在一台双跨四支撑转子实验台上进行的,如图1, 它主要由一个直流调速电机驱动主轴旋转, 主轴有4个滑动轴承支撑, 根据检测安装需要, 我们在主轴上改进了两个滑动轴承( 部件5和部件11) , 部件5安装一条光纤, 以接受透过光电码盘的激光束, 部件11安装半导体激光器, 作为光源。1- 电机调速装置; 2- 电机调速旋钮; 3- 直流调速电机; 4- 连轴节;5- 滑动轴承; 6- 旋转主轴; 7- 光电码盘; 8- 质量盘; 9- 光纤位移传感器; 10- 凸透镜; 11- 半导体激光器; 12、13、14- 滑动轴承测量系统主要由: 一支DG650- 13- 3半导体激光器、一根纤芯直径为1 mm数值孔径为0.5的塑料光纤、一个OPT101光电二极管、一个OP07集成运算放大器、保护电路、一个施密特触发器、89S52单片机及数据显示电路组成( 见图2) 。
其中, 固定在部件11的半导体激光器发出的光束垂直穿过码盘的其中一个孔, 光线再照射在凸透镜上,通过光纤传感器的接收和传输后, 再垂直地照射在光电二极管OPT101的光敏区, 光电二极管把光强转换为电压。此时, 光电信号范围在0.05V~0.5V之间, 因为当激光器发出的光束被码盘遮挡住时, 光电二极管由于存在暗电流和受外界光纤的影响, 输出电压在0.05V左右; 当激光器发出的光束穿过码盘的孔时, 光电二极管输出电压在0.5V左右; 这样大小的信号输入施密特触发器后均为低电平, 再输入单片机后不会引起计数器的计数, 因此在光电二极管之后必须接放大电路和保护电路, 放大电路放大倍数在8倍~10倍, 保护电路是为了预防光强不稳、电压不稳定等因素而引起电压过高烧坏器件的现象。