测速编码器ben测速编码器的输出信号有0-5v,0-10v,4-20ma、rs485，modbus-rtu,profibus-dp、二进制码、canopen，脉冲信号等，ben编码器是怎样检测速度的呢，例如你上位机需要接收0-5v信号进行检测速度，ben测速编码器特点是，一个编码器上面有2个信号，常规是带rs485信号，这样可以通过rs485转usb进电脑，对另一个信号进行调试，刚刚说道，如果是0-5v编码器，客户要求5v对应3000转，那么就把5v设置成对应3000转就可以了，如果上位机需要4-20ma信号，你把电机不动的时候设置成4ma对应0转，20ma对应3000转就可以，如果上位机信号别的信号，还是按照上面的方法进行调试.常规用be1822sm系列和be420sm系列，测速编码器简介，多年来ben品牌0-5v,0-10v,4-20ma编码器，一直致力于磁编码器、角度传感器的研发、生产、销售。该产品大量,应用于精密机械、智能机器人，航空器等高精尖设备。体积最小可做到直径15mm，是替代传统电位器的理
想产品，并具备电位器不曾拥有的高寿命，高稳定性。防水防尘，抗震动，抗冲击，温度稳定性高，其良好的综合性能为自动化设备的轴角位置（绝对位置）和高精度高旋转速测量提供保证。
坚固的金属外壳与完全密封的内部结构，为您提供最高级别防护（ip65）的同时，您还拥有高级别的emc
防护能力ben编码器品牌有30多年的生产经验。
测速编码器有多（单）圈绝对值旋转编码器 
采用“磁性检测方式”，具备优异的抗冲击和振动特性。0v对应值、10v，20ma对应值任意设定及微调；方向设定
，内置信号转换,4~20ma模拟电流输出，方便连接各种设备。多用途、多功能，直接对应单圈多圈角度、多圈长度、转动平移速度测量。宽工作电压，极低的耗电流。夹紧法兰、同步法兰或盲孔轴套，国际标准形结构。外部置位线设定预设位置，安装方便，无需找零。 
be010sm58-n011k2r系列多（单）圈绝对值旋转编码器 
采用“磁性检测方式”，具备优异的抗冲击和振动特性。0v对应值、10v对应值任意设定及微调；方向设定。内置信号转换,1-5v,1-10v输出，方便连接各种设备。多用途、多功能，直接对应单圈多圈角度、多圈长度、转动平移速度测量。宽工作电压，极低的耗电流。夹紧法兰、同步法兰或盲孔轴套，国际标准外形结构。外部置位线设定预设位置，安装方便，无需找零。 
电压0-5v编码器-标准
be010sm58-n011k2r(多圈)
be005sm58-n011k2r(单圈)
电压0-5v编码器-特性参数，工作电压10-30vdc(5vdc可定制）消耗电流 <50ma(24vdc)电压0-5v编码器-输出信号0-5v，可设定长度、角度应用输出 0-10v，可设定长度、角度、速度应用输出分辨率    
  最大8192/fs 最大65536/fs  连续圈数   最高4096 电压0-5v编码器-信号调整，可0v输出微调5v输出微调；可方向设置；可预设位置，外部置位（例如：外部置零）,5v对应值可任意设
定，0v输出微调，10v输出微调；可方向设置；可预设位置，外部置位（例如：外部置零）。10v对应值可任意设定。振动冲击20g，10～2000hz；20g，10～2000hz；电压0-5v编码器-工作温度-40℃～80℃ 电压0-5v编码器-防护等级
外壳ip67  转轴ip65 ，允许转速  3000转/分 ，电压0-5v编码器的连接电缆1米屏蔽电缆 （其他规格可定做）电压0-5v编码器-外形结构38mm外径，实心轴，盲孔轴                      
 58mm外径，实心轴，盲孔轴
电压0-5v编码器-注意事项
ben编码器的常规外形：38mm,58mm,66mm,80mm.100mm.
ben编码器分为：单圈，多圈。
ben编码器按原理分为：磁绝对值编码器，光电绝对值编码器
ben编码器出线方式分为：侧出线，后出线
ben编码器轴分为：6mm,8mm,10mm,12mm,14mm,25mm.
ben编码器分为：轴，盲孔，通孔。
ben编码器防护分为：ip54-68.
ben编码器安装方式分为：夹紧法兰、同步法兰、夹紧带同步法兰、盲孔（弹簧片，抱紧）、通孔（弹簧片，键销）
ben编码器精度分为：单圈精度和多圈精度，加起来是总精度，也就是通常的多少位（常规24位，25位，30位，32位。。。。）。
ben编码器通讯协议波特率：4800~115200 bit/s，默认为9600 bit/s。刷新周期约1.5ms
ben编码器输出可选：ssi、4-20ma、rs485，profibus-dp、devicenet、并行、二进制码、、biss、isi、canopen、endat及hiperface等
ben编码器型号：be420sm58-no11k2r,be622sm58-n011k2r,be1822sm58-n011k1r07，be1322sm58-n011k2rr13,be122sm58-n011k1r2，be1622sm58，be322sm58，beh26m......  
电压0-5v编码器-应用
直线导轨系统，机械臂，纺织机械，建筑机械液压气缸系统，试验机，汽车测试，仓储位置定位，纺织机械，升降台等伸缩系统， 军事，航空航天，钢铁，水利，行车，起重机，精芬机电编码器仪表。电机的位置检测在电机控制中是十分重要的，特别是需要根据精确转子位置控制电机运动状态的应用场合，如位置伺服系统。电机控制系统中的位置检测通常有：微电机解算元件，光电元件，磁敏元件，电磁感应元件等。这些位置检测传感器或者与电机的非负载端同轴连接，或者直接安装在电机的特定的部位。其中光电元件的测量精度较高，能够准确的反应电机的转子的机械位置，从而间接的反映出与电机连接的机械负载的准确的机械位置，从而达到精确控制电机位置的目的。在本文中我将主要介绍高精度的光电编码器的内部结构、工作原理与位置检测的方法。
一、ben编码器的介绍：
光电编码器是通过读取光电编码盘上的图案或编码信息来表示与光电编码器相连的电机转子的位置信息的。根据光电编码器的工作原理可以将光电编码器分为绝对式光电编码器与增量式光电编码器，下面我就这两种光电编码器的结构与工作原理做介绍。
　　（一）、ben编码器
　　绝对式光电编码器如图所示，他是通过读取编码盘上的二进制的编码信息来表示绝对位置信息的。
　　编码盘是按照一定的编码形式制成的圆盘。图1是二进制的编码盘，图中空白部分是透光的，用“0”来表示;涂黑的部分是不透光的，用“1”来表示。通常将组成编码的圈称为码道，每个码道表示二进制数的一位，其中最外侧的是最低位，最里侧的是最高位。如果编码盘有4个码道，则由里向外的码道分别表示为二进制的23、22、21和20，4位二进制可形成16个二进制数，因此就将圆盘划分16个扇区，每个扇区对应一个4位二进制数，如0000、0001、…、1111。
　电机的位置检测在电机控制中是十分重要的，特别是需要根据精确转子位置控制电机运动状态的应用场合，如位置伺服系统。电机控制系统中的位置检测通常有：微电机解算元件，光电元件，磁敏元件，电磁感应元件等。这些位置检测传感器或者与电机的非负载端同轴连接，或者直接安装在电机的特定的部位。其中光电元件的测量精度较高，能够准确的反应电机的转子的机械位置，从而间接的反映出与电机连接的机械负载的准确的机械位置，从而达到精确控制电机位置的目的。在本文中我将主要介绍高精度的光电编码器的内部结构、工作原理与位置检测的方法。
　　一、ben编码器的介绍：
　　光电编码器是通过读取光电编码盘上的图案或编码信息来表示与光电编码器相连的电机转子的位置信息的。根据光电编码器的工作原理可以将光电编码器分为绝对式光电编码器与增量式光电编码器，下面我就这两种光电编码器的结构与工作原理做介绍。
　　（一）、ben编码器
　　绝对式光电编码器如图所示，他是通过读取编码盘上的二进制的编码信息来表示绝对位置信息的。
　　编码盘是按照一定的编码形式制成的圆盘。图1是二进制的编码盘，图中空白部分是透光的，用“0”来表示;涂黑的部分是不透光的，用“1”来表示。通常将组成编码的圈称为码道，每个码道表示二进制数的一位，其中最外侧的是最低位，最里侧的是最高位。如果编码盘有4个码道，则由里向外的码道分别表示为二进制的23、22、21和20，4位二进制可形成16个二进制数，因此就将圆盘划分16个扇区，每个扇区对应一个4位二进制数，如0000、0001、…、1111。
按照码盘上形成的码道配置相应的光电传感器，包括光源、透镜、码盘、光敏二极管和驱动电子线路。当码盘转到一定的角度时，扇区中透光的码道对应的光敏二极管导通，输出低电平“0”，遮光的码道对应的光敏二极管不导通，输出高电平“1”，这样形成与编码方式一致的高、低电平输出，从而获得扇区的位置脚。
　　（二）、增量式ben编码器
　　增量式ben编码器是码盘随位置的变化输出一系列的脉冲信号，然后根据位置变化的方向用计数器对脉冲进行加/减计数，以此达到位置检测的目的。它是由光源、透镜、主光栅码盘、鉴向盘、光敏元件和电子线路组成。
　　增量式ben光电编码器的工作原理是是由旋转轴转动带动在径向有均匀窄缝的主光栅码盘旋转，在主光栅码盘的上面有与其平行的鉴向盘，在鉴向盘上有两条彼此错开90o相位的窄缝，并分别有光敏二极管接收主光栅码盘透过来的信号。工作时，鉴向盘不动，主光栅码盘随转子旋转，光源经透镜平行射向主光栅码盘，通过主光栅码盘和鉴向盘后由光敏二极管接收相位差90o的近似正弦信号，再由逻辑电路形成转向信号和计数脉冲信号。为了获得绝对位置角，在增量式光电编码器有零位脉冲，即主光栅每旋转一周，输出一个零位脉冲，使位置角清零。利用增量式光电编码器可以检测电机的位置和速度。
　　二、ben编码器的测量方法：
　　光电编码器在电机控制中可以用来测量电机转子的磁场位置和机械位置以及转子的磁场和机械位置的变化速度与变化方向。下面就我就光电编码器在这几方面的应用方法做一下介绍。
　　（一）、使用ben编码器来测量电机的转速
　　可以利用定时器/计数器配合光电编码器的输出脉冲信号来测量电机的转速。具体的测速方法有m法、t法和m/t法3种。
m法又称之为测频法，其测速原理是在规定的检测时间tc内，对光电编码器输出的脉冲信号计数的测速方法，如图2所示，例如光电编码器是n线的，则每旋转一周可以有4n个脉冲，因为两路脉冲的上升沿与下降沿正好使编码器信号4倍频。现在假设检测时间是tc，计数器的记录的脉冲数是m1，则电机的每分钟的转速为
　　在实际的测量中，时间tc内的脉冲个数不一定正好是整数，而且存在最大半个脉冲的误差。如果要求测量的误差小于规定的范围，比如说是小于百分之一，那么m1就应该大于50。在一定的转速下要增大检测脉冲数m1以减小误差，可以增大检测时间tc单考虑到实际的应用检测时间很短，例如伺服系统中的测量速度用于反馈控制，一般应在0.01秒以下。由此可见，减小测量误差的方法是采用高线数的光电编码器。
　　m法测速适用于测量高转速，因为对于给定的光电编码器线数n机测量时间tc条件下，转速越高，计数脉冲m1越大，误差也就越小。
　　t法也称之为测周法，该测速方法是在一个脉冲周期内对时钟信号脉冲进行计数的方法，如图3所示。例如时钟频率为fclk,计数器记录的脉冲数为m2，光电编码器是n线的，每线输出4n个脉冲，那么电机的每分钟的转速为
为了减小误差，希望尽可能记录较多的脉冲数，因此t法测速适用于低速运行的场合。但转速太低，一个编码器输出脉冲的时间太长，时钟脉冲数会超过计数器最大计数值而产生溢出;另外，时间太长也会影响控制的快速性。与m法测速一样，选用线数较多的光电编码器可以提高对电机转速测量的快速性与精度。
　m/t法测速是将m法和t法两种方法结合在一起使用，在一定的时间范围内，同时对光电编码器输出的脉冲个数m1和m2进行计数，则电机每分钟的转速为
实际工作时，在固定的tc时间内对光电编码器的脉冲计数，在第一个光电编码器上升沿定时器开始定时，同时开始记录光电编码器和时钟脉冲数，定时器定时tc时间到，对光电编码器的脉冲停止计数，而在下一个光电编码器的上升沿到来时刻，时钟脉冲才停止记录。采用m/t法既具有m法测速的高速优点，又具有t法测速的低速的优点，能够覆盖较广的转速范围，测量的精度也较高，在电机的控制中有着十分广泛的应用。
　　（二）使用增量式光电编码器来判别电机转速方向的原理
　　增量式光电编码器输出两路相位相差90o的脉冲信号a和b，当电机正转时，脉冲信号a的相位超前脉冲信号b的相位90o，此时逻辑电路处理后可形成高电平的方向信号dir。当电机反转时，脉冲信号a的相位滞后脉冲信号b的相位90o，此时逻辑电路处理后的方向信号dir为低电平。因此根据超前与滞后的关系可以确定电机的转向。其转速辩相的原理如图4所示
　　图4转向判别原理图
图1-1增量式ben编码器的工作原理
1发光二极管2光电圆盘3转盘缝隙4遮光板a b c光敏元件
光电圆盘与被测轴连接，光线通过光电圆盘和遮光板的缝隙，在光电元件上形成明暗交替变化的条纹，在a、b光敏元件上产生近似于正弦波的电流信号，经放大整形电路变成相位相差90°的方波信号，如图1-2所示。轴每转动一圈，只产生一个c相脉冲，用做参考零位的标志脉冲，在数控机床的进给控制中，c相脉冲用来产生机床的基准点。a相和b相的相位差可用作电机的旋转方向判别，若a相超前于b相，对应电机作正向运动；反之，对应电机作反向运动。该方波的前沿或后沿产生的计数脉冲，可以形成代表正向和反向位置的脉冲序列。此外，在实际应用中，为了提高编码器信号的传输能力和抗干扰能力，每一相都以差分形式输出，如a相有a和a/一起差动输出。
图1-2光电编码器输出波形
（二）  ben编码器测速原理：
在闭环伺服系统中，根据脉冲计数来测量转速的方法有以下三种：（1）在规定时间内测量所产生的脉冲个数来获得被测速度，称为m法测速；（2）测量相邻两个脉冲的时间来测量速度，称为t法测速；（3）同时测量检测时间和在此时间内脉冲发生器发出的脉冲个数来测量速度，称为m/t法测速。以上三中测速方法中，m法适合于测量较高的速度，能获得较高分辨率；t法适合于测量较低的速度，这时能获得较高的分辨率；而m/t法则无论高速低速都适合测量。由于pmac控制器采用的是t法测速，所以以下只对t法测速进行介绍。
t法测速的原理是用一已知频率fc（此频率一般都比较高）的时钟脉冲向一计数器发送脉冲，计数器的起停由码盘反馈的相邻两个脉冲来控制，原理图见图1-3。若计数器读数为m1，则电机每分钟转速为
                   nm=60fc/pm1(r/min)                        （1）
图1-3 t法测速原理
其中p为码盘一圈发出的脉冲个数即码盘线数。m1=m106->y:$c000,0,24,u为脉冲个数
fc=10mhz（注意：此时需设置pmac卡上的跳线e34a=off，e34=on，e35，e36，e37=off）
测速分辨率：当对应转速由n1变为n2时则分辨率q的定义为q=n2-n1，q值越小说明测量装置对转速变化越敏感即分辨率越高。
因此可以得到t法测速的分辨率为
q=60fc/pm1-60fc/p（m1+1）=n2mp/（60fc+nmp）    （2）
由上式可见随着转速nm的降低，q值越小，即t法测速在低速时有较高的分辨率。
四、注意事项：
1、 按要求正确接线。
2、 正确使用双踪示波器。
3、 编码器是精密的光电元件，应避免强烈振动。
五、实验内容与步骤：
内容一：编码器辨向及t法测速实验
1、 将em400控制柜的所有电缆同x-y平台连接好（包括电机动力线、码盘反馈线、限位回零线、光栅反馈线），将em400控制柜的串口与计算机的串口连接好，确定无误后打开控制箱电源和计算机电源。
2、 调整好示波器，将其中一路连接到x轴的a+和gnd上，将另一路连接到b+和gnd上准备观察。
3、 运行pewin32pro32pro软件，分别点击view菜单下的position、watchwindow、jogribbon子菜单，打开位置窗口、监视窗口和手动（jog）控制窗口。
4、 在terminal窗口中定义m106->y:$c000,0,24,u，用鼠标点击监视窗口，按insert键，加入m106变量对它进行监视，m1=m106存放的即相邻两个脉冲之间计数器的读数。
5、 在jog ribbon窗口选择1号电机（对应x轴）。
6、 分别按“jog minus”、“jog plus”按钮让x轴电机来回运动起来，在运动的同时注意查看以下几个地方：m106的数值，示波器中双路波形之间的相位关系，并在数值稳定后做相应记录，填写表1-1（注意为了不让工作台超出行程范围，可以先让工作台处在中间位置，然后交替按“jogminus”、“jogplus”按钮）。
7、 x轴电机停转后，在terminal窗口键入“i122=10”并回车，（i122为x轴手动速度，单位cts/ms，i122*1000*60/p后单位变为转/分，其中p为码盘反馈线数），重复步骤6。然后将i122的数值逐步增大，幅度为5~10。再次重复步骤6两次后填写表1-2。
8、 总结观测到的数据得出相应的结论。
内容二：编码器倍频译码
1、 接上一实验，将x方向平台运行到中间位置。
2、 在jog ribbon窗口中选中jogincrementally,在increment后的文本框中输入10000，按“jogminus”或“jog plus”向x轴电机发送10000个计数，让电机转动，并查看工作台移动的距离或电机转动圈数。
3、 在terminal窗口中键入“i900”查看x轴电机码盘译码方式及倍频关系，当i900为3或7时，编码器经过了4倍频译码（假设电机编码器反馈到pmac的线数为2500线，则电机转一圈需要2500*4=10000个指令脉冲）。
4、 将i900号参数改为2或6（注意如果原来为3就改成2，原来为7就改为6，切不可搞错，否则电机将因为编码器译码方向错误而开环失去控制），使x轴码盘的译码方式变成2倍频正交译码。
5、 重复步骤2，让电机转动并记录工作台移动距离或电机转动圈数。
6、 将i900号参数改为1或5（注意如果原来为2就改成1，原来为6就改为5，切不可搞错，理由同步骤7），使x轴码盘的译码方式变成1倍频正交译码。
7、 重复步骤2，让电机转动并记录工作台移动距离或电机转动圈数，填写表1-3。
内容三：编码器c信号作用
1、 在pewin32proterminal窗口键入“i902=1”，选择编码器c信号上升沿进行回原点（此时，i903的值被忽略）。
2、 将x轴平台运行到中央，按jog ribbon窗口中的home按钮，将x轴回到原点，观察工作台是否能在行程中间停止。若工作台能自行停止，则表示其能回到原点，此时请记录原点位置。在pewin32proterminal窗口键入“i123”（回原点的速度），查看x轴回原点的速度并记录。
3、 只更改i123的符号，重复步骤2。
4、 更改i123的值和符号，再次重复步骤，并观察回原点的结果与i123的值和符号有何关系？具体咨询上海021精芬机电39536219
三、          实验原理：一旦机电模型确定后，为了达到稳定、快速、准确的控制效果，所有的闭环控制系统都要对系统进行校正，如果不对系统进行任何校正是很难达到满意的控制效果的。现在校正的方式方法很多，但使用的最普遍的还是pid反馈控制+前馈控制，pid校正用于反馈通道上，而前馈控制用于前向通道上。
增大比例系数p将加快系统的响应，它的作用于输出值较快，能有效的克服扰动的影响，但不能消除误差，且过大的比例系数会使系统有比较大的超调，并产生振荡，使稳定性变坏。积分能在比例的基础上消除误差。微分具有超前作用，它可以使系统超调量减小，稳定性增加，对于提高系统的动态性能指标，有着显著效果。
pmac卡为用户提供了pid+速度/加速度前馈+notch滤波的控制环算法，能够满足大部分应用场合的要求，用户可以根据自己系统的要求来调整其中的相关参数。pmac控制算法的原理如图2-1所示。
图2-1 pmac控制算法的原理
图中的kp、kd、kvff、ki、im、kaff是pmac控制器的pid+速度/加速度前馈调节器的参数，通过调节这些参数能够解决大部分的系统特性问题，这些参数的含义、作用及调整范围如表2-1和表2-2所示。
表2-1 pid参数
变量
参数
作用
调整值域
数值影响
ix30
p参数，比例增益
提供系统所需的刚性
（快速性）
-8388608~8388607
缺省为2000
数值越大，系统刚性越好，但太大会产生振荡。太小系统会反应迟缓。
ix33
i参数，积分增益
用于消除稳态误差
（准确性）
0~8388607
缺省为1280
与ix63时间积分误差有关；如果输出饱满，ix33无效。
ix34
积分模式
决定积分增益是全程有效还是只在速度为0时才有效
0
缺省为1
ix34=0积分增益全程有效
ix34=1积分增益只在速度为0时有效
ix31
d参数，微分增益
用于提供足够的阻尼以保证系统稳定
（稳定性）
-8388608~8388607缺省为1280
数值越大，阻尼越大，系统越稳定
表2-2前馈参数
变量
参数
作用
调整值域
数值影响
ix32
速度前馈
减小由于微分增益的引入所引起的跟随误差
0~8388607
缺省为1280
对电流环，ix32应等于或略大于ix31。对速度环，ix32应远大于ix31。
ix35
加速度前馈
减小由于系统惯性所带来的跟随误差
0~8388607
缺省为0
反应滞后特别明显时，增加ix35
表2-3其他相关参数
变量
参数
作用
调整值域
数值影响
ix29
模拟量输出偏差
校正pmac的模拟量输出与放大器模拟输入之间的误差
-32768~32767
缺省为0
数值上应与修正电压计的模拟输出相等
ix69
模拟量输出极限
用于限制pmac中模拟量输出的大小
0~32767
缺省为20480
如果控制环送出的模拟量大于该值，则模拟量输出大小将被它限制
图2-2 pid调整界面
下面是关于阶跃响应曲线和相关参数的关系，按照以下原则对参数进行修改和反复调整，一般情况下都可以得到理想的系统特性。
图2-3阶跃响应曲线图2-3是阶跃响应曲线，其中红色（理想方波）为代表位置的指令脉冲信号，兰色（不规则图形）为位置响应曲线。如果响应曲线较命令曲线整体上移或者下移，说明系统有一定的偏置存在，可以调整ix29来调整这个偏置。通过以上原则你就可以对pid参数进行调整，以求达到最佳效果。在每次调整结束后弹出的响应曲线中，图形旁边会计算显示“上升时间”、“峰值时间”、“超调率”、“阻尼比”、“系统固有频率”等，每次调整结束后请仔细查看这些值的大小并做记录。“阻尼比”调整范围一般在0.5-0.8左右为合适。
四、注意事项：
1、 理解pid控制算法的各参数含义。
2、 在进行伺服环调整的时候注意不要一开始就将比例增益加到很大，以免引起机械本体振荡。五、实验内容与步骤：1、 连接好平台和机箱之间的电缆线以及pmac和控制机箱之间的连线。2、 打开机箱和计算机电源。3、 在计算机上运行pewin32pro执行软件。4、 在pewin32pro的tool菜单下的点击pmactuningpro菜单，出现pmactuning对话框。5、 点击inter按钮，在弹出的对话框中输入参数。对上述参数执行阶跃响应，得到位置跟随曲线，按照实验原理所提到的一些指导方针（图2-3）修改参数，重复执行阶跃响应过程，直到得到的响应曲线让自己满意为止，并将该曲线绘制下来，记录响应曲线旁边的上升时间、峰值时间、自然频率、超调量、阻尼值等相关参数值。填写表2-3、2-4。注意在调整的过程中感受各参数的实际含义。
六、ben编码器具有稳定可靠，上海精芬编码器精度高。jfsh品牌ben测速编码器，精度高稳定性好，ben编码器输出可选：ssi、4-20ma、rs485，profibus-dp、devicenet、并行、二进制码、、biss、isi、canopen、endat。代表型号：be420sm58-no11k2r,be622sm58-n011k2r,be1822sm58-n011k1r07，be1322sm58-n011k2rr13,be122sm58-n011k1r2，be1622sm58，be322sm58，beh26m。

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