德國(guó)西克值型編碼器ATM60系列

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 巴魯夫帶優(yōu)選型號(hào)電感式標(biāo)準(zhǔn)接近開(kāi)關(guān)

德國(guó)西克值型編碼器ATM60系列

運(yùn)控和傳動(dòng)設(shè)備中的定位測(cè)量應(yīng)用,，基本上可以分為距離測(cè)量和位置測(cè)量?jī)煞N類型,。

因高速DSP計(jì)算芯片的出現(xiàn)及坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算機(jī)（CORDIC）技術(shù)，這種A/D轉(zhuǎn)換,、識(shí)別,、比較、計(jì)算,、快速輸出才能夠得以實(shí)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(chǎng)基本上變化很小,，這種“地圖”識(shí)別就是“值”的,，這種角度測(cè)量方式可即時(shí)指示磁鐵的角度位置，其分辯率目前已有達(dá)到16位,，并能夠以數(shù)字化數(shù)據(jù)輸出信號(hào),。

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

AGV運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)需要得到關(guān)于AGV設(shè)備的準(zhǔn)確的、實(shí)時(shí)的信息反饋,，如AGV位置,、舵角度、AGV速度等信息,，用以完成機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化控制操作,，這些信息的提供一般由編碼器完成。編碼器通過(guò)光電效應(yīng)或磁效應(yīng)原理,，將位置,、角度,、速度等物理量信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào),，傳遞給AGV控制系統(tǒng)，由于其轉(zhuǎn)換精度高,、實(shí)時(shí)響應(yīng),、安裝連接簡(jiǎn)單,，使得選擇編碼器成為連接機(jī)械部件和AGV電子控制系統(tǒng)的理想選擇。不同AGV廠家采用的編碼器不同,，大多數(shù)廠家采用值編碼器,，也有少數(shù)廠家采用增量編碼器。

美國(guó)邦納擁有品質(zhì)優(yōu)良,、種類豐富的增量編碼器和值編碼器產(chǎn)品線,，成為許多AGV廠家的供應(yīng)商。

• 使用增量型編碼器或者單圈值編碼器,，的確可以實(shí)現(xiàn)多圈位置檢測(cè)和記錄功能,，但卻是需要依賴于設(shè)備系統(tǒng)的正常運(yùn)行才能夠順利完成的：

• 在使用增量型編碼器進(jìn)行位置測(cè)量時(shí)，需要設(shè)備的信號(hào)輸入系統(tǒng),，基于編碼器側(cè)反饋的連續(xù)重復(fù)脈沖,，進(jìn)行位置計(jì)數(shù)；

• 當(dāng)使用單圈值型編碼器處理多圈位置應(yīng)用時(shí),，同樣需要設(shè)備系統(tǒng),，在獲取反饋位置編碼的同時(shí)，對(duì)旋轉(zhuǎn)圈數(shù)進(jìn)行累加計(jì)算,；

• 值編碼器信號(hào)輸出有并行輸出,、串行輸出、總線型輸出,、變送一體型輸出,。

  　　1.并行輸出：

  　　值編碼器輸出的是多位數(shù)碼(格雷碼或純二進(jìn)制碼)，并行輸出就是在接口上有多點(diǎn)高低電平輸出,，以代表數(shù)碼的1或0,，對(duì)于位數(shù)不高的編碼器，一般就直接以此形式輸出數(shù)碼,，可直接進(jìn)入PLC或上位機(jī)的I/O接口,，輸出即時(shí)，連接簡(jiǎn)單,。但是并行輸出有如下問(wèn)題：

  　　1,、必須是格雷碼，因?yàn)槿缡羌兌M(jìn)制碼,，在數(shù)據(jù)刷新時(shí)可能有多位變化,，讀數(shù)會(huì)在短時(shí)間里造成錯(cuò)碼。

  　　2,、所有接口必須確保連接好,，因?yàn)槿缬袀€(gè)別連接不良點(diǎn)，該點(diǎn)電位始終是0，造成錯(cuò)碼而無(wú)法判斷,。

  　　3,、傳輸距離不能遠(yuǎn)，一般在一兩米,，對(duì)于復(fù)雜環(huán)境,，有隔離。

  　　4,、對(duì)于位數(shù)較多,，要許多芯電纜，并要確保連接優(yōu)良,，由此帶來(lái)工程難度,，同樣，對(duì)于編碼器,，要同時(shí)有許多節(jié)點(diǎn)輸出,，增加編碼器的故障損壞率。

  　　2.串行SSI輸出：

  　　串行輸出就是通過(guò)約定,，在時(shí)間上有先后的數(shù)據(jù)輸出,，這種約定稱為通訊規(guī)約，其連接的物理形式有RS232,、RS422(TTL),、RS485等。

  　　由于值編碼器好的廠家都是在德國(guó),，所以串行輸出大部分是與德國(guó)的西門子配套的,，如SSI同步串行輸出。

  　　SSI接口(RS422模式),，以兩根數(shù)據(jù)線,、兩根時(shí)鐘線連接，由接收設(shè)備向編碼器發(fā)出中斷的時(shí)鐘脈沖,，的位置值由編碼器與時(shí)鐘脈沖同步輸出至接收設(shè)備,。由接收設(shè)備發(fā)出時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā),編碼器從高位(MSB)開(kāi)始輸出與時(shí)鐘信號(hào)同步的串行信號(hào).

  　　串行輸出連接線少，傳輸距離遠(yuǎn),，對(duì)于編碼器的保護(hù)和可靠性就大大提高了,。

  　　一般高位數(shù)的編碼器都是用串行輸出的。

  　　磁電值編碼器不僅僅是單圈值,，通過(guò)增加機(jī)械齒輪組同樣可以實(shí)現(xiàn)多圈的值測(cè)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。

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  磁電值編碼器的優(yōu)缺點(diǎn)：

  優(yōu)點(diǎn)：非接觸式測(cè)量,，值信號(hào),，不怕干擾,、停電。

  　　沒(méi)有光學(xué)組件,，不怕振動(dòng)、灰塵,、潮濕,。

  　　溫度范圍寬，可經(jīng)受高低溫沖擊,。

  　　結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，安裝寬容度大。

  　　沒(méi)有多碼道,，錯(cuò)碼率低,。

  關(guān)于你圖里的值編碼器的零點(diǎn)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(shuō)0.5度,，碼值變化一次。假設(shè)你設(shè)定的零點(diǎn)是011010010,，你旋轉(zhuǎn)了0.1度,，碼值很可能不變化，顯示的零點(diǎn)沒(méi)變化,，編碼器實(shí)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(gè)脈沖,，提供了一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn),。基準(zhǔn)點(diǎn)不懂,？大概就是參考點(diǎn)初始點(diǎn)之類的意思,，比如百米賽跑,，總要有個(gè)起跑線吧。

• 然而盡管目前磁電值編碼器有些已經(jīng)達(dá)到了16位的高分辨率,，但是精度卻無(wú)法和光學(xué)值編碼器相比,，因?yàn)橛来朋w的穩(wěn)定性，受外界磁場(chǎng),、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(chǎng)分布無(wú)法達(dá)到很高的精度,，而無(wú)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(guò)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(guò)增加機(jī)械齒輪組同樣可以實(shí)現(xiàn)多圈的值測(cè)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(diǎn)：

  優(yōu)點(diǎn)：非接觸式測(cè)量,，值信號(hào)，不怕干擾,、停電,。

  　　沒(méi)有光學(xué)組件，不怕振動(dòng),、灰塵,、潮濕。

  　　溫度范圍寬,，可經(jīng)受高低溫沖擊,。

  　　結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝寬容度大,。

  　　沒(méi)有多碼道,，錯(cuò)碼率低。

  缺點(diǎn)：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(cè)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(duì)于磁場(chǎng)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(cè)量整個(gè)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(chǎng)周邊感應(yīng)型：

•  你能多快搞定自己的情緒,，就能多快的得到成功，脾氣會(huì)趕走運(yùn)氣,。所以,，那些貌似心大的人,，不過(guò)就是能忍,。在成為你想要成為的人之前，做好兩件事：活著,、忍著,。

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

• 磁性編碼器采用磁阻或者霍爾元件對(duì)磁性材料的角度或者位移值進(jìn)行測(cè)量,。同光學(xué)檢測(cè)原理相比，磁電式檢測(cè)原理具有抗振動(dòng),、抗污染等特點(diǎn),，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(jī)械安裝方式，編碼器還可分為實(shí)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(jiàn)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(guò)計(jì)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(shí)上,，對(duì)于很多傳動(dòng)和運(yùn)控設(shè)備應(yīng)用來(lái)說(shuō)，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(shí)現(xiàn)所謂的多圈位置檢測(cè)和記錄功能的,。

   

  這里就非常有必要先來(lái)討論一下編碼器的測(cè)量應(yīng)用場(chǎng)景了。

 值編碼器,；它的信號(hào)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(guò)輸出信號(hào)的幅值或光柵的物理編

編碼器(encoder)是一種用于運(yùn)動(dòng)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(cè)物體的機(jī)械位置及其變化,，并將此信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后輸出,，作為運(yùn)動(dòng)控制的反饋，傳遞給各種運(yùn)動(dòng)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(chǎng)合,，如機(jī)床、機(jī)器人,、電機(jī)反饋系統(tǒng)以及測(cè)量和控制設(shè)備等,。

式旋轉(zhuǎn)編碼器可提供從開(kāi)啟時(shí)刻到斷電時(shí)刻之間任何瞬間的*定位數(shù)值。它是通過(guò)掃描一種編碼材料實(shí)現(xiàn)的,。這些系統(tǒng)中的所有位置信息是和一個(gè)設(shè)定好的編碼相關(guān)聯(lián)的,。即便是在系統(tǒng)掉電期間發(fā)生的轉(zhuǎn)動(dòng)，編碼器也可在再次通電瞬間立即將其轉(zhuǎn)化成精確的定位數(shù)值,。

• 單圈 0-16384 之間任意脈沖數(shù)都可以設(shè)置

• 靈活的可擴(kuò)展功能性

• 緊湊型外形,、直徑小到 36 毫米

• 磁性編碼器

• 根據(jù)之前「編碼器的定義、用途和分類」一文所述,，增量型與值型編碼器的主要區(qū)別在于：

• 旋轉(zhuǎn)編碼器的應(yīng)用為廣泛,，主要用于測(cè)量機(jī)械設(shè)備的角度,、速度或者電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

   

• 線性編碼器主要用于測(cè)量線性位移,，又可以分為拉線編碼器(wire draw encoder)和直線編碼器(line encoder)兩類,。

   

• 拉線編碼器是拉線盒(wire draw mechanism)與旋轉(zhuǎn)編碼器的機(jī)械組合，通過(guò)拉線盒這種機(jī)械裝置將機(jī)械設(shè)備的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為圓周運(yùn)動(dòng),，從而可以使用旋轉(zhuǎn)編碼器進(jìn)行測(cè)量線性位移,。

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• 直線編碼器通常由閱讀器(reader)和測(cè)量標(biāo)尺(measuring ruler)組成，通過(guò)檢測(cè)閱讀器與測(cè)量標(biāo)尺之間的相對(duì)位置,，從而計(jì)算出機(jī)械位置及其

• 增量型編碼器是在機(jī)械軸旋轉(zhuǎn)時(shí),，每旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)一個(gè)固定的角度間隔，交替輸出一組脈沖編碼,；

• 值型編碼器則始終是基于機(jī)械軸當(dāng)前所在的角度,，持續(xù)輸出其旋轉(zhuǎn)位置編碼。

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1073873 DFS60B-S1CB01024

1073880 DBS60E-BDAN01000

1073883 DBS60E-BHFC03600

1073885 DFS60B-TGEN00250

1073890 DBS36E-BBEM02000

1073934 AHM36B-S1CL012X12

1073945 DFS60B-THEK00360

1073947 DFS25A-A2AAD002000

1073986 AFM60E-S4AK01024

1073987 AFM60E-S4AM01024

1073988 DFS60B-S4AC08000

1074003 DFS20A-A1CAO001024

1074004 DFS22A-KCCAO001024

1074014 DBS60E-S4EC01000

1074024 DBS60E-S3EM00S11

1074025 DBS60E-THFZ00S17

1074036 DFS60B-S4AD05000

1074074 DBS36E-BBEM01024

1074076 DFS60E-TECA01000

1074088 DFS60B-S4EK00060

1074089 DFS60B-S4CK00060

1074103 DBS60E-BDAA01024

1074106 DFS60B-TEAL04096

1074107 DFS60B-BBEA00100

1074108 DFS60B-BDVA02048

1074122 AHM36B-BDCK012X12

1074139 DFS60B-TFWA01024

1074140 AHS36A-S7AC016384

1074146 DBS60E-THAK01024

1074149 AFS60A-BHIB000S01

1074150 ARS25-FGS04096

1074152 DBS60E-S4EC00S15

1074178 AFM60E-TGTA004096

1074194 DBS60E-BJAK04096

1074195 AFS60A-BHIBSALESKITS04

1074198 DBS60E-S4AA00500

1074206 DFS60B-TZPA00S53

1074208 DFS60E-BEEA00100

1074212 DBS60E-TAEP01024

1074215 AHM36A-S4AC014X12

1074219 DBS60E-S3FK01000

1074220 DBS60E-S3FA01000

1074221 VFS60E-TGAK02048

1074228 AHS36B-S4AL004096

1074229 DBS60E-S4AL05000

1074232 DBS60E-S4EA02500

1074233 DFS60B-S4EK00512

1074241 DBS60E-TJANA2048

1074242 DBS60E-TJELA0500

1074243 DBS60E-TJAN00048

1074266 DBS60E-S1EC00010

1074267 DBS60E-S1EC00020

1074268 DBS60E-REFCA1000

1074269 DBS60E-S1FA00100

1074280 DBS60E-THFJD1024

1074281 DBS60E-THFLD1024

1074282 DFS25A-A2AAL000100

1074284 DGS35-YLK02500

1074285 DFS25A-B2PBN065536

1074296 DBS60E-THEZD0S18

1074307 DFS60A-S4UA10000

1074310 DBS60E-S4CA01000

1074328 DBS60E-TBEKB1000

1074330 DBS60E-TBEKB2000