德國西克值型編碼器ATM60系列

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 巴魯夫帶優(yōu)選型號電感式標(biāo)準(zhǔn)接近開關(guān)

德國西克值型編碼器ATM60系列

運控和傳動設(shè)備中的定位測量應(yīng)用,，基本上可以分為距離測量和位置測量兩種類型,。

因高速DSP計算芯片的出現(xiàn)及坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計算機（CORDIC）技術(shù)，這種A/D轉(zhuǎn)換,、識別,、比較、計算,、快速輸出才能夠得以實現(xiàn),，這也是近年磁電值編碼器能高速發(fā)展的原因。

　　由于永磁體的磁場基本上變化很小,，這種“地圖”識別就是“值”的,，這種角度測量方式可即時指示磁鐵的角度位置，其分辯率目前已有達到16位,，并能夠以數(shù)字化數(shù)據(jù)輸出信號,。

增量式編碼器可從任意起始點開始，通過計算一種物料上圖案的周期性變化率,，測量出角度大小,。這種測量方法不能從內(nèi)部產(chǎn)生測量信號的定位值，所以,，在所有定位任務(wù)在開始前都必須把起始位置初始化到參考點上,，不管是在開啟控制系統(tǒng)時，還是在任何 編碼器工作被打斷時,，都必須這樣做,。

• 而如果要實現(xiàn)對物體（如上圖中的 AXIS 0 切刀）的位置測量，就非常有必要考慮使用多圈值型編碼器了,，因為這將涉及到反饋編碼性的問題,。

   

  反饋編碼的性，指的是編碼器在一個特定的旋轉(zhuǎn)周期范圍內(nèi)不會出現(xiàn)重復(fù)的信號輸出,，每個角度的位置編碼都是

• 正余弦波增量型編碼器的輸出一般為1Vpp或者0.5Vpp的正弦波和余弦波,，通過計算正余弦的幅值可以精確的細(xì)分出微小的角度。

• 值編碼器輸出的不是脈沖,，而是碼值,，是一串二進制數(shù)（或格雷碼等），比如單圈9位值編碼器,，輸出的是一串9位的二進制數(shù),，編碼器旋轉(zhuǎn)一圈，會有2的9次方個不同的數(shù),，超出一圈會出現(xiàn)碼值重復(fù),，所以說測量范圍是360度。你所說的根據(jù)測量圈數(shù)去測定任意角度,，那是軟件上通過編程實現(xiàn)單圈當(dāng)多圈使用,，不是編碼器本身的屬性。

  關(guān)于你圖里的值編碼器的零點偏移,，很好理解,。值編碼，是不不斷跳變的量,，每旋轉(zhuǎn)一定角度,，比如說0.5度，碼值變化一次,。假設(shè)你設(shè)定的零點是011010010,，你旋轉(zhuǎn)了0.1度，碼值很可能不變化,，顯示的零點沒變化,，編碼器實際位置卻變化了，這就是“漂移”了,。

  增量型編碼器,，輸出的是脈沖，通常是非常規(guī)律的正弦波或方波。波的周期取決于編碼器精度,。AB脈沖相差90度,。根據(jù)收到的脈沖數(shù)，可知編碼器旋轉(zhuǎn)了多少,，從而確定位移或速度,；根據(jù)接收到的A超前B或者A落后B,即可確定旋轉(zhuǎn)方向。零脈沖每旋轉(zhuǎn)一圈輸出一個脈沖,，提供了一個基準(zhǔn)點,。基準(zhǔn)點不懂,？大概就是參考點初始點之類的意思,，比如百米賽跑，總要有個起跑線吧,。

• 然而盡管目前磁電值編碼器有些已經(jīng)達到了16位的高分辨率,，但是精度卻無法和光學(xué)值編碼器相比，因為永磁體的穩(wěn)定性,，受外界磁場,、溫度的變化仍然是存在的，更主要的是,，永磁體的材料的特性使N/S分界及磁場分布無法達到很高的精度,，而無法與光學(xué)刻線精度相比，這就限制了這種磁電編碼器精度的提高,，過分提高磁電值編碼器的分辨率也就失去了意義,。

  　　磁電值編碼器不僅僅是單圈值，通過增加機械齒輪組同樣可以實現(xiàn)多圈的值測量,，而上有些較通用的做法是磁電方法與光學(xué)方法在單圈與多圈齒輪組上的混合應(yīng)用,。

  磁電值編碼器的優(yōu)缺點：

  優(yōu)點：非接觸式測量，值信號,，不怕干擾,、停電。

  　　沒有光學(xué)組件,，不怕振動,、灰塵、潮濕,。

  　　溫度范圍寬,，可經(jīng)受高低溫沖擊。

  　　結(jié)構(gòu)簡單,，安裝寬容度大,。

  　　沒有多碼道,，錯碼率低。

  缺點：模數(shù)轉(zhuǎn)換,，犧牲響應(yīng)速度,。

  　　精度有限。

• 值型編碼器包含單圈值型編碼器(Single-turn absolute encoder)和多圈值型編碼器(Muliti-turn absolute encoder),。單圈值型編碼器可以確定一圈范圍以內(nèi)的角度,，而多圈值型編碼器除了確定一圈范圍以內(nèi)的角度以外，還可以確定圈數(shù),。

  按照檢測工作原理，編碼器可分為光電編碼器(optical encoder),、磁性編碼器(magnetic encoder)以及電感式編碼器(inductive encoder)和電容式編碼器(capacitive encoder),，等等。

  值磁電編碼器是利用霍爾型傳感器對于磁場變化感應(yīng)而工作的編碼器,，也稱為霍爾磁電值編碼器,，與光學(xué)式值編碼器一樣，為非接觸式值,，用于精確測量整個360°范圍內(nèi)的角度,。

  　　霍爾磁電值編碼器工作原理有多種，主要的是如下兩種（如圖）

  磁場周邊感應(yīng)型：

•  

  測量角度時,，編碼器軸轉(zhuǎn)動,，帶動旋轉(zhuǎn)雙極磁鐵，霍爾元件可以檢測到磁鐵的磁場變化,，獲得一個模擬量周期曲線,，經(jīng)過模擬前端的A/D轉(zhuǎn)換和DSP計算芯片處理而獲得位置變化，如有4個霍爾組件,，可獲得對角布置傳感器的差分信號的變化曲線,，通過內(nèi)部芯片的比較，可以更好地去除由于外部磁場,、溫度所帶來的偏差,，獲得更高的準(zhǔn)確度。為實現(xiàn)這一功能,，計算芯片采用了坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計算機（CORDIC）技術(shù),，來計算Hall陣列信號的角度和幅值。講的通俗一點,，就是磁鐵產(chǎn)生磁場“地圖”,，多個磁感應(yīng)霍爾傳感器識別“地圖”，并感應(yīng)“地圖”變化,，計算出位置（角度）,。

   

• 磁性編碼器采用磁阻或者霍爾元件對磁性材料的角度或者位移值進行測量,。同光學(xué)檢測原理相比，磁電式檢測原理具有抗振動,、抗污染等特點,，可應(yīng)用于傳統(tǒng)的光電編碼器不能適應(yīng)的領(lǐng)域。

• 按照適用環(huán)境,，編碼器可以還分為一般工業(yè)型,，重載型和防爆型等。

   

  按照機械安裝方式,，編碼器還可分為實心軸型和空心軸型,，其中空心軸型又可分為盲孔型和通孔型。用于伺服反饋的編碼器還常見錐孔型和錐軸型等安裝形式,。

   

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• 正余弦波增量型編碼器的輸出一般為1Vpp或者0.5Vpp的正弦波和余弦波,，通過計算正余弦的幅值可以精確的細(xì)分出微小的角度。

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  按照電氣輸出形式,，編碼器可以分為增量型編碼器(incremental encoder)和值型編碼器(absolute encoder),。

  事實上，對于很多傳動和運控設(shè)備應(yīng)用來說,，即使是使用增量型編碼器或者單圈值編碼器,，也一樣是可以實現(xiàn)所謂的多圈位置檢測和記錄功能的。

   

  這里就非常有必要先來討論一下編碼器的測量應(yīng)用場景了,。

 值編碼器,；它的信號輸出能直接反應(yīng)出360度范圍內(nèi)的角度，其位置的鑒別是通過輸出信號的幅值或光柵的物理編

編碼器(encoder)是一種用于運動控制的傳感器,。它利用光電,、電磁、電容或電感等感應(yīng)原理,，檢測物體的機械位置及其變化,，并將此信息轉(zhuǎn)換為電信號后輸出，作為運動控制的反饋,，傳遞給各種運動控制裝置,。

 

編碼器的用途

 

編碼器被廣泛應(yīng)用于需要精準(zhǔn)確定位置及速度的場合，如機床,、機器人,、電機反饋系統(tǒng)以及測量和控制設(shè)備等。