【电拖自控】转速检测数字测速(脉冲计数测速)

电力拖动自动控制系统第4版上海大学阮毅

（脉冲计数测速可以用光电式编码器或霍尔编码器。）

旋转编码器

光电式旋转编码器是检测转速或转角的元件。

旋转编码器可分为绝对式和增量式两种。绝对式常用于检测转角，增量式用于测转速。

增量式编码器在码盘上均匀地刻制一定数量的光栅，通过光栅的作用持续不断地开放或封闭光通路，在接收装置的输出端便得到频率与转速成正比的方波脉冲序列。也可以使用霍尔编码器输出霍尔脉冲计算转速。

检测转速方向

方法1：两组增量式旋转编码器错开一定位置，使两组输出脉冲序列相位相差90°，可以检测两组脉冲上升沿或下降沿之间的相位差，若令相位差90°为正转，则相位差270°为反转。

方法2：n路脉冲可以看成n位二进制数，根据二进制数的变化顺序确定旋转方向。例如2路相位相差90度的脉冲组成一个2位二进制数，定义2位二进制数变化顺序 2->3->1->0 为正转，0->1->3->2 为反转。

精度指标

分辨率：用改变一个计数值所对应的转速变化量来表示分辨率Q，Q=n2-n1

测速误差率：转速实际值n与测量值n1之差与实际值n之比定义为测速误差率=|n-n1|/n

码盘光栅数为N，则转速分辨率为1/N

电机每转一圈产生Z个脉冲，码盘光栅数为N。（Z=倍频系数乘N）

三种测速方法

M法测速（频率法，适用高转速）

两个脉冲：编码器输出脉冲和采样脉冲(周期Tc)

在一定时间Tc内测得编码器输出脉冲个数M1，则Tc时间段内电机转过M1/Z圈，则转速为

T法测速（周期法，适用低转速）

两个脉冲：编码器输出脉冲和高频时钟脉冲(频率f0)

测编码器输出一个脉冲的周期。

该方法计算的是计算机发出的高频时钟脉冲的个数M2，则编码器输出脉冲的周期为M2/f0，电机在该段时间M2/f0转过1/Z圈，则转速为

M/T法测速（高低转速都适用）

三个脉冲：编码器输出脉冲、高频时钟脉冲(频率f0)和采样脉冲(周期Tc)

原理：T法测速的延申，T法测速只测编码器输出的一个脉冲周期内的高频时钟脉冲个数M2，而M/T法测速测了采样脉冲周期Tc这段时间内的编码器输出的M1个脉冲周期内的高频时钟脉冲个数M2。

电机转过M1/Z圈，所用时间M2/f0，则转速为

表达式中无Tc，因为一个采样脉冲周期开始时刻(跳变沿)编码器输出脉冲可能并不处于跳变沿(上升沿或下降沿)，采样脉冲周期结束时刻编码器输出脉冲可能并不处于跳变沿(上升沿或下降沿)。