園光柵傳感器應用實驗--傳感器實驗

一、實驗目的
了解光電編碼器的原理與應用。
二、實驗儀器
JCY-4 光柵角位移傳感器檢測裝置、光柵傳感器實驗模塊
三、實驗原理
光電編碼器的工作原理
光電編碼器，是一種通過光電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。這是目前應用最多的傳感器， 光電編碼器是由光柵盤和光電檢測裝置組成。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。由于光電碼盤與電動機同軸，電動機旋轉時，光柵盤與電動機同速旋轉，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號，其原理示意圖如圖1所示；通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數(shù)就能反映當前電動機的轉速。此外，為判斷旋轉方向，碼盤還可提供相位相差90º的兩路脈沖信號。
增量式編碼器是直接利用光電轉換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相；A、B兩組脈沖相位差90º，從而可方便地判斷出旋轉方向，而Z相為每轉一個脈沖，用于基準點定位。它的優(yōu)點是原理構造簡單，機械平均壽命可在幾萬小時以上，抗干擾能力強，可靠性高，適合于長距離傳輸。其缺點是無法輸出軸轉動的絕對位置信息。

四、實驗內容與步驟
1、打開主控臺電源，將直流穩(wěn)壓電源15V、5V接到JCY-4光柵角位移檢測裝置和光柵傳感器模塊。
2、將采集卡的模擬量和開關量電纜接到采集卡接口（采集卡的地線要接到直流穩(wěn)壓電源地），采集卡接口DO1~DO4分別接到JCY-4光柵角位移傳感器檢測裝置“步進電機驅動模塊”的A、B、C、D。光柵角位移傳感器輸出通過一根排線接到光柵傳感器模塊的“光柵傳感器輸入-角位移”。
3、通過USB電纜將USB數(shù)據(jù)采集卡接入計算機，并打開THSRZ-1 V1.3軟件，選擇“系統(tǒng)”菜單下的腳本編輯器，在彈出的窗口中選擇“文件”——>“打開”，在彈出的對話框中選擇JavaScript程序“步進電機控制”（在軟件安裝路徑下的“JS腳本”文件夾內），認真閱讀并理解程序，選擇“調試”——>“步長設置”在彈出的對話框中設置單位步長時間。選擇“調試”——>“啟動”。
4、通過改變“步長設置”的時間控制步進電機轉動的速度。設置好光柵傳感器模塊（見使用說明），讀出步進電機的步距。
五、實驗報告
1．根據(jù)實驗所得步進電機的步距，編寫一段JavaScript程序使步進電機轉過90度角度。
附：光柵傳感器實驗模塊功能及操作說明：
指示燈對應功能：
1．8位LED顯示，首位為符號；
2．方向設定：正向、反向；
3．公英制轉換：公制、英制；
4．絕對、相對坐標轉換；
5．清零、參考值設定（預置）；
6．光柵類型轉換：角位移、線位移。
對應操作：（測量前先選擇光柵類型）。
1、光柵類型轉換（圓：光柵燈亮）
“功能鍵”－>光柵燈亮/滅－>“確認”
2、清零（三種方法）
a. 按“取消”鍵。
b. 按“0” 鍵。
c.“功能”鍵－>參考值燈亮－>輸入“0”－>“確認”
3、置數(shù)
“功能鍵”－>參考值燈亮－>輸入“xxxx”－>“確認”－>數(shù)據(jù)有效，開始測量
4、光柵零參考點
a. 絕對坐標狀態(tài)：“功能鍵”－>參考值燈亮－>移動光柵－>過零點自動退出“參考”進入正常測量；
b. 相對坐標狀態(tài)：測量停止，輸入數(shù)字后在輸入數(shù)據(jù)基礎上測量相對位移。
5、絕對值(絕對值燈亮)
“功能鍵”－>絕對值燈亮/滅－>“確認”
6、英制轉換（公英制燈亮）
“功能鍵”－>公英制燈亮/滅－>“確認”
7、方向設定（正反向燈亮）
“功能鍵”－>方向燈亮/滅－>“確認”