编码器与振弦式传感器在感测技术中的应用

"本资源主要介绍了两种类型的传感器：振弦式传感器和编码器，它们是感测技术的基础。振弦式传感器主要用于测量力、应力和位移，而编码器则能够将角位移转换为数字信号，常用于精确的位置测量。" 在感测技术中，频率式传感器是一个重要的类别，其中振弦式传感器是一种基于振动频率来测量物理参数的装置。如图7-4-1所示，振弦式传感器由导磁性良好的金属细弦构成，当受到外力作用时，振弦会横向振动。激振器，即电磁铁，用于激发振弦振动，而拾振器则能检测到振弦振动产生的感应电压。这个感应电压的频率与振弦的横向振动频率相等。通过测量这个频率，可以计算出施加在振弦上的力(F)，应力，或位移。振弦的横向刚度系数(K)在计算中起到关键作用，它描述了振弦对力的响应。 编码器是另一种重要的感测设备，尤其是直接编码器，它能够直接将角位移转换为二进制数字。如图7-1-1所示，光电绝对编码器是直接编码器的一种，它包括码盘、光源和多个光电元件。当码盘旋转时，各光电元件会根据受光情况转换输出相应的电平信号，代表二进制的"1"或"0"。通过光电转换，码盘的转角被转换为一组n位的二进制码。码盘的设计通常分为循环码盘和非循环码盘，其中循环码盘能够减少粗误差，提高分辨率。 对于直接编码器，其码制和码盘设计至关重要。例如，循环码盘的每个码道具有不同数量的黑白间隔，对应不同的二进制位。码道之间的分界线处理可以影响编码精度，理想情况下，相邻码道的黑白分界线应该对齐或错开一定角度，以避免粗误差。在实际应用中，通过转换电路可以实现转角与二进制码之间的转换，以及二进制码与循环码的转换，从而确保编码器的准确性和稳定性。 总结来说，振弦式传感器和编码器在感测技术中各自发挥着独特的作用，前者侧重于物理量的频率测量，后者则专注于位置信息的数字化转换。这些基础的感测技术在众多领域，如自动化、机器人、精密仪器等中都有着广泛的应用。