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分析一下长度测量不准的原因 点击：1551 | 回复：29



ylei

    
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发表于：2007-10-04 20:37:00
楼主
现在用编码器测量薄膜上印刷图案的之间的距离，编码器两相信号经过4倍频辨向电路之后输入PLC计数，光电头检测色标产生中断，在中断程序中用正向脉冲与反向脉冲之差来计算长度，现运行下来，数据不是太稳定，和实际长度相比，误差范围在±0.1mm～±0.3mm之间，测量值的最大值和最小值之间的差值会达到0.5mm。我的编码器分辨率是5000p/r，测速辊直径是80mm，这样算下来每毫米的脉冲数是79.5个脉冲，那就是测量数据之间差距大时会相差二、三十个脉冲。帮忙分析一下，这些相差的脉冲会是什么原因产生的？
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波恩

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发表于：2007-10-05 10:52:00
1楼
检测速度是否一致？
色标（边缘）质量是否一致？
光电头的灵敏度和延时情况如何？

中断响应的速度和一致性如何？
计数环节或算法是否有问题？
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heidai

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发表于：2007-10-05 11:13:00
2楼
同意
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ylei

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发表于：2007-10-05 13:00:00
3楼
TO 波恩：线速度应该是比较平稳的，我是选了色标好的材料拿来测试的。在大多情况下数据还算平稳，绝对误差出现0.5mm也不是一下就出现，是经过好几次的测量数据之后，这之间最大值和最小值的差值会有0.5mm的误差。

一开始我也考虑到光电头的灵敏度，但仔细想想觉得应该不会影响吧。假设我的光电头检测到色标到响应中断开始延时0.2ms（只是假设），那么下次色标中断也一样延时0.2ms，在线速度稳定的情况下，对检测到的长度应该没影响吧，除非线速度不稳定。至于中断响应的一致性，我想同一个PLC的同一个中断口应该一样吧
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刘岩利

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发表于：2007-10-05 19:15:00
4楼
线速度在毫秒这个量级上不稳，可能性不大。不过，PLC是否一致，恐怕会是个问题。另外，如果是薄膜，有没有可能是张力导致变形？
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波恩

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发表于：2007-10-05 20:57:00
5楼
楼主的设备允许误差是多少？目前超出了吗？

测量采用滚动光栅的测长原理，能确保测速辊绝对不打滑吗？

薄膜线速度是多少？
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ylei

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发表于：2007-10-05 21:26:00
6楼
To 刘版主：PLC每次中断响应会不一致么？张力这方面倒是该考虑考虑，谢谢。

To 波恩版主：其实基本符合对方提出的误差范围，但是我自己觉得误差大了点，能做得越精确越好了:)
打不打滑我倒是判断不出来，线速度大概40m/min 左右。顺便问一下，滚动光栅的测长原理是什么样的？
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波恩

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发表于：2007-10-06 17:00:00
7楼
这么说是产品项目，其实以可接受的成本满足客户的使用需求是根本，不必刻意追求尽善尽美，有时误差的缩小是以更大的成本支持和技术复杂度为代价的。

线速40m/min，合0.66m/s，0.5mm的误差，从时间上看，只允许0.76ms的时间不确定度，再加上其它因素，如张力导致的拉伸，打滑等等，误差就自然产生并叠加扩大了。

所谓滚动光栅，就是以固定的摩擦轮或摩擦辊压在有直线移动的被测物体上，被测物体的移动带动摩擦轮/辊旋转，在纯滚动条件下，被测物体每移动一个轮/辊周长的距离，轮/辊的轴就旋转一圈，于是可以轮/辊上所连接的旋转编码器（或曰光栅）检测到的角位移折算为被测物体的线位移，这就是滚动光栅的测长原理。其实在实际使用中，摩擦轮或摩擦辊与被测物体间的摩擦接触很难保障纯滚动条件，打滑是不可避免的。
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ylei

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发表于：2007-10-08 13:33:00
8楼
谢谢波恩这么热心帮助，原来我这种测量方法就是滚动光栅原理啊，呵呵。
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lmj999

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发表于：2007-10-08 14:10:00
9楼
测量方法有问题。检查一下，不过20个脉冲的误差太大了，计数频率最高多少？本地频率多少？两者之间的数量级关系？
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ylei

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10楼
TO 李孟钧：测量方法存在什么问题？指导一下。并不是每次都20几个脉冲误差，是一段时间内最大值和最小值的差值。
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lmj999

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发表于：2007-10-08 16:11:00
11楼
你是不是用的PLC的计数模块？最高输入频率多少？测量的对象是什么形状？光头的光斑是什么形状？
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@Q

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发表于：2007-10-08 17:38:00
12楼
可能的影响，逐一检查
一。滚轮可能打滑
二。5000PPR，40米/分=667mm/s 80mm滚轮直径周长２５１mm，算下来开关频率13KHZ,（内部还要４倍频），查一下PLC的计数模块开关频率是多少？
三。光电信号是从普通开关点进入，其响应开关频率及其偏差是多少？
四。现场干扰影响，脉冲数计数不准。
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WXbasco

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13楼
    以相对合理的成本，来满足客户的使用需求是好的选择。

    微观上滚轮打滑应是存在的，磨擦系数，很难完全同步，意味着会有快慢，计算下：20脉冲x（251mm/5000*4）=0.251mm。
    
    现场干扰，光头的光斑的大小（中心点基准？），根据现场要复核看一下。
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Ψ蓝色火焰Ψ

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14楼
学习了
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ylei

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15楼
下面引用由lmj999在 2007-10-8 16:11:00 发表的内容：
　　你是不是用的PLC的计数模块？最高输入频率多少？测量的对象是什么形状？光头的光斑是什么形状？
--------------------------------------------------------------------------------------------

是的，用PLC的高速输入口，最高输入频率是50K，但按照我的编码器、线速和测速辊直径来算，频率大概53K，但应该问题不大，因为把线速降低一些，测量的效果也差不多.测量对象是印刷薄膜，光电头的光斑是条形的，用的光电头是sick。
光电头的光斑形状也有关系？！
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ylei

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发表于：2007-10-08 20:44:00
16楼
To @Q:
“三。光电信号是从普通开关点进入，其响应开关频率及其偏差是多少？” 

光电信号是用中断口的，响应开关频率和偏差是什么意思？是检测到光电信号到响应中断的时间吗？我觉得这个关系不大吧，对于一个PLC来说，它的中断响应时间应该是基本固定的，如果这次响应的时间是 tms，那么下次再次中断的响应时间也是tms，那么在线速稳定的情况下，我觉得对测量结果没多大影响。
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刘岩利

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17楼
“如果这次响应的时间是 tms，那么下次再次中断的响应时间也是tms”
不一定，有可能只是保证在“tms”以下，是一个 0—tms之间的随机数，看PLC内部的处理了。
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ylei

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发表于：2007-10-11 12:29:00
18楼
原来这样啊，我还以为中断的相应时间会一样
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波恩

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19楼
难道PLC定时中断的抖动有这么大？！可怕...
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刘岩利

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20楼
“难道PLC定时中断的抖动有这么大？！可怕..."
定时中断抖动？在说什么呀？
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