二、光電編碼器的測量方法：

　　光電編碼器在電機控制中可以用來測量電機轉子的磁場位置和機械位置以及轉子的磁場和機械位置的變化速度與變化方向。下面就我就光電編碼器在這幾方面的應用方法做一下介紹。

　?。ㄒ唬⑹褂霉怆娋幋a器來測量電機的轉速

　　可以利用定時器/計數(shù)器配合光電編碼器的輸出脈沖信號來測量電機的轉速。具體的測速方法有M法、T法和M/T法3種。

　　M法又稱之為測頻法，其測速原理是在規(guī)定的檢測時間Tc內，對光電編碼器輸出的脈沖信號計數(shù)的測速方法，如圖2所示，例如光電編碼器是N線的，則每旋轉一周可以有4N個脈沖，因為兩路脈沖的上升沿與下降沿正好使編碼器信號4倍頻。現(xiàn)在假設檢測時間是Tc，計數(shù)器的記錄的脈沖數(shù)是M1，則電機的每分鐘的轉速為

　　在實際的測量中，時間Tc內的脈沖個數(shù)不一定正好是整數(shù)，而且存在最大半個脈沖的誤差。如果要求測量的誤差小于規(guī)定的范圍，比如說是小于百分之一，那么M1就應該大于50。在一定的轉速下要增大檢測脈沖數(shù)M1以減小誤差，可以增大檢測時間Tc單考慮到實際的應用檢測時間很短，例如伺服系統(tǒng)中的測量速度用于反饋控制，一般應在0.01秒以下。由此可見，減小測量誤差的方法是采用高線數(shù)的光電編碼器。

　　M法測速適用于測量高轉速，因為對于給定的光電編碼器線數(shù)N機測量時間Tc條件下，轉速越高，計數(shù)脈沖M1越大，誤差也就越小。

　　T法也稱之為測周法，該測速方法是在一個脈沖周期內對時鐘信號脈沖進行計數(shù)的方法，如圖3所示。例如時鐘頻率為fclk,計數(shù)器記錄的脈沖數(shù)為M2，光電編碼器是N線的，每線輸出4N個脈沖，那么電機的每分鐘的轉速為

　　為了減小誤差，希望盡可能記錄較多的脈沖數(shù)，因此T法測速適用于低速運行的場合。但轉速太低，一個編碼器輸出脈沖的時間太長，時鐘脈沖數(shù)會超過計數(shù)器最大計數(shù)值而產(chǎn)生溢出;另外，時間太長也會影響控制的快速性。與M法測速一樣，選用線數(shù)較多的光電編碼器可以提高對電機轉速測量的快速性與精度。

　　M/T法測速是將M法和T法兩種方法結合在一起使用，在一定的時間范圍內，同時對光電編碼器輸出的脈沖個數(shù)M1和M2進行計數(shù)，則電機每分鐘的轉速為

　　實際工作時，在固定的Tc時間內對光電編碼器的脈沖計數(shù)，在第一個光電編碼器上升沿定時器開始定時，同時開始記錄光電編碼器和時鐘脈沖數(shù)，定時器定時Tc時間到，對光電編碼器的脈沖停止計數(shù)，而在下一個光電編碼器的上升沿到來時刻，時鐘脈沖才停止記錄。采用M/T法既具有M法測速的高速優(yōu)點，又具有T法測速的低速的優(yōu)點，能夠覆蓋較廣的轉速范圍，測量的精度也較高，在電機的控制中有著十分廣泛的應用。