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KUBLER庫(kù)伯勒旋轉(zhuǎn)編碼器簡(jiǎn)介
閱讀：1236 發(fā)布時(shí)間：2018-1-12德國(guó)KUBLER庫(kù)伯勒旋轉(zhuǎn)編碼器是用來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)速并配合PWM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)快速調(diào)速的裝置，光電式旋轉(zhuǎn)編碼器通過光電轉(zhuǎn)換，可將輸出軸的角位移,、角速度等機(jī)械量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖以數(shù)字量輸出（REP）,。
德國(guó)KUBLER庫(kù)伯勒旋轉(zhuǎn)編碼器分為單路輸出和雙路輸出兩種。技術(shù)參數(shù)主要有每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)（幾十個(gè)到幾千個(gè)都有），和供電電壓等,。單路輸出是指旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出是一組脈沖，而雙路輸出的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出兩組A/B相位差90度的脈沖,，通過這兩組脈沖不僅可以測(cè)量轉(zhuǎn)速,，還可以判斷旋轉(zhuǎn)的方向。
德國(guó)KUBLER庫(kù)伯勒旋轉(zhuǎn)編碼器的工作原理：
由一個(gè)中心有軸的光電碼盤,，其上有環(huán)形通,、暗的刻線，有光電發(fā)射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號(hào)組合成A,、B,、C、D,每個(gè)正弦波相差90度相位差（相對(duì)于一個(gè)周波為360度）,，將C,、D信號(hào)反向，疊加在A,、B兩相上,，可增強(qiáng)穩(wěn)定信號(hào)；另每轉(zhuǎn)輸出一個(gè)Z相脈沖以代表零位參考位,。由于A,、B兩相相差90度，可通過比較A相在前還是B相在前,，以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn),，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位,。
德國(guó)KUBLER庫(kù)伯勒旋轉(zhuǎn)編碼器碼盤的材料有玻璃,、金屬、塑料,，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線,，其熱穩(wěn)定性好，精度高,，金屬碼盤直接以通和不通刻線,，不易碎，但由于金屬有一定的厚度,，精度就有限制,，其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個(gè)數(shù)量級(jí)，塑料碼盤是經(jīng)濟(jì)型的,，其成本低,，但精度,、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些,。
分辨率—編碼器以每旋轉(zhuǎn)360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率,，也稱解析分度、或直接稱多少線,，一般在每轉(zhuǎn)分度5~10000線,。
德國(guó)KUBLER庫(kù)伯勒旋轉(zhuǎn)編碼器的信號(hào)輸出：
信號(hào)輸出有正弦波（電流或電壓）,方波（TTL、HTL）,集電極開路（PNP,、NPN）,推拉式多種形式,，其中TTL為長(zhǎng)線差分驅(qū)動(dòng)（對(duì)稱A,A-;B,B-;Z,Z-）,HTL也稱推拉式、推挽式輸出,，編碼器的信號(hào)接收設(shè)備接口應(yīng)與編碼器對(duì)應(yīng),。
信號(hào)連接—編碼器的脈沖信號(hào)一般連接計(jì)數(shù)器、PLC,、計(jì)算機(jī),，PLC和計(jì)算機(jī)連接的模塊有低速模塊與高速模塊之分，開關(guān)頻率有低有高,。
如單相聯(lián)接,，用于單方向計(jì)數(shù)，單方向測(cè)速,。
A.B兩相聯(lián)接,，用于正反向計(jì)數(shù)、判斷正反向和測(cè)速,。
A,、B、Z三相聯(lián)接,，用于帶參考位修正的位置測(cè)量,。
A,、A-，B,、B-,，Z、Z-連接,，由于帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)的連接,，在后續(xù)的差分輸入電路中，將共模噪聲抑制,，只取有用的差模信號(hào),，因此其抗干擾能力強(qiáng),，可傳輸較遠(yuǎn)的距離。
對(duì)于TTL的帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)輸出的編碼器,，信號(hào)傳輸距離可達(dá)150米,。
旋轉(zhuǎn)編碼器由精密器件構(gòu)成，故當(dāng)受到較大的沖擊時(shí),，可能會(huì)損壞內(nèi)部功能,，使用上應(yīng)充分注意。
德國(guó)KUBLER庫(kù)伯勒旋轉(zhuǎn)編碼器的原理特點(diǎn)：
旋轉(zhuǎn)編碼器是集光機(jī)電技術(shù)于一體的速度位移傳感器,。
增量式
增量式編碼器軸旋轉(zhuǎn)時(shí),，有相應(yīng)的相位輸出。其旋轉(zhuǎn)方向的判別和脈沖數(shù)量的增減,，需借助后部的判向電路和計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn),。其計(jì)數(shù)起點(diǎn)可任意設(shè)定，并可實(shí)現(xiàn)多圈的無(wú)限累加和測(cè)量,。還可以把每轉(zhuǎn)發(fā)出一個(gè)脈沖的Z信號(hào),，作為參考機(jī)械零位。當(dāng)脈沖已固定,，而需要提高分辨率時(shí),，可利用帶90度相位差A(yù)，B的兩路信號(hào),，對(duì)原脈沖數(shù)進(jìn)行倍頻,。
值
值編碼器軸旋轉(zhuǎn)器時(shí)，有與位置一一對(duì)應(yīng)的代碼（二進(jìn)制,，BCD碼等）輸出,，從代碼大小的變更即可判別正反方向和位移所處的位置，而無(wú)需判向電路,。它有一個(gè)零位代碼,，當(dāng)停電或關(guān)機(jī)后再開機(jī)重新測(cè)量時(shí)，仍可準(zhǔn)確地讀出停電或關(guān)機(jī)位置地代碼,，并準(zhǔn)確地找到零位代碼,。一般情況下值編碼器的測(cè)量范圍為0～360度，但特殊型號(hào)也可實(shí)現(xiàn)多圈測(cè)量,。
正弦波
正弦波編碼器也屬于增量式編碼器,，主要的區(qū)別在于輸出信號(hào)是正弦波模擬量信號(hào)，而不是數(shù)字量信號(hào),。它的出現(xiàn)主要是為了滿足電氣領(lǐng)域的需要－用作電動(dòng)機(jī)的反饋檢測(cè)元件,。在與其它系統(tǒng)相比的基礎(chǔ)上，人們需要提高動(dòng)態(tài)特性時(shí)可以采用這種編碼器,。
為了保證良好的電機(jī)控制性能,，編碼器的反饋信號(hào)必須能夠提供大量的脈沖,，尤其是在轉(zhuǎn)速很低的時(shí)候，采用傳統(tǒng)的增量式編碼器產(chǎn)生大量的脈沖,，從許多方面來(lái)看都有問題,，當(dāng)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)（6000rpm）時(shí)，傳輸和處理數(shù)字信號(hào)是困難的,。
在這種情況下,，處理給伺服電機(jī)的信號(hào)所需帶寬（例如編碼器每轉(zhuǎn)脈沖為10000）將很容易地超過MHz門限；而另一方面采用模擬信號(hào)大大減少了上述麻煩,，并有能力模擬編碼器的大量脈沖,。這要感謝正弦和余弦信號(hào)的內(nèi)插法，它為旋轉(zhuǎn)角度提供了計(jì)算方法,。這種方法可以獲得基本正弦的高倍增加,，例如可從每轉(zhuǎn)1024個(gè)正弦波編碼器中，獲得每轉(zhuǎn)超過1000,，000個(gè)脈沖,。接受此信號(hào)所需的帶寬只要稍許大于100KHz即已足夠。內(nèi)插倍頻需由二次系統(tǒng)完成,。
德國(guó)KUBLER庫(kù)伯勒旋轉(zhuǎn)編碼器以轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出脈沖,，通過計(jì)數(shù)設(shè)備來(lái)知道其位置，當(dāng)編碼器不動(dòng)或停電時(shí),，依靠計(jì)數(shù)設(shè)備的內(nèi)部記憶來(lái)記住位置,。這樣，當(dāng)停電后,，編碼器不能有任何的移動(dòng),，當(dāng)來(lái)電工作時(shí)，編碼器輸出脈沖過程中,，也不能有干擾而丟失脈沖,，不然，計(jì)數(shù)設(shè)備記憶的零點(diǎn)就會(huì)偏移,，而且這種偏移的量是無(wú)從知道的,，只有錯(cuò)誤的生產(chǎn)結(jié)果出現(xiàn)后才能知道。
解決的方法是增加參考點(diǎn),，編碼器每經(jīng)過參考點(diǎn)，將參考位置修正進(jìn)計(jì)數(shù)設(shè)備的記憶位置,。在參考點(diǎn)以前,，是不能保證位置的準(zhǔn)確性的。為此,，在工控中就有每次操作先找參考點(diǎn),，開機(jī)找零等方法,。
比如，打印機(jī)掃描儀的定位就是用的增量式編碼器原理,，每次開機(jī),，我們都能聽到噼哩啪啦的一陣響，它在找參考零點(diǎn),，然后才工作,。
這樣的方法對(duì)有些工控項(xiàng)目比較麻煩，甚至不允許開機(jī)找零（開機(jī)后就要知道準(zhǔn)確位置）,，于是就有了編碼器的出現(xiàn),。
德國(guó)KUBLER庫(kù)伯勒旋轉(zhuǎn)編碼器，因其每一個(gè)位置*,、抗干擾,、無(wú)需掉電記憶，已經(jīng)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各種工業(yè)系統(tǒng)中的角度,、長(zhǎng)度測(cè)量和定位控制,。
編碼器光碼盤上有許多道刻線，每道刻線依次以2線,、4線,、8線、16線編排,，這樣,，在編碼器的每一個(gè)位置，通過讀取每道刻線的通,、暗,，獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的*的2進(jìn)制編碼（格雷碼），這就稱為n位編碼器,。這樣的編碼器是由碼盤的機(jī)械位置決定的,，它不受停電、干擾的影響,。
編碼器由機(jī)械位置決定的每個(gè)位置的*性,，它無(wú)需記憶，無(wú)需找參考點(diǎn),，而且不用一直計(jì)數(shù),，什么時(shí)候需要知道位置，什么時(shí)候就去讀取它的位置,。這樣,，編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了,。
由于編碼器在定位方面明顯地優(yōu)于增量式編碼器,，已經(jīng)越來(lái)越多地應(yīng)用于工控定位中,。型編碼器因其高精度，輸出位數(shù)較多,，如仍用并行輸出,，其每一位輸出信號(hào)必須確保連接很好，對(duì)于較復(fù)雜工況還要隔離,，連接電纜芯數(shù)多,，由此帶來(lái)諸多不便和降低可靠性，因此,，編碼器在多位數(shù)輸出型,，一般均選用串行輸出或總線型輸出，德國(guó)生產(chǎn)的型編碼器串行輸出zui常用的是SSI（同步串行輸出）,。
德國(guó)KUBLER庫(kù)伯勒旋轉(zhuǎn)編碼器的注意事項(xiàng)：
安裝
安裝時(shí)不要給軸施加直接的沖擊,。
德國(guó)KUBLER庫(kù)伯勒旋轉(zhuǎn)編碼器軸與機(jī)器的連接，應(yīng)使用柔性連接器,。在軸上裝連接器時(shí),，不要硬壓入。即使使用連接器,，因安裝不良,，也有可能給軸加上比允許負(fù)荷還大的負(fù)荷，或造成撥芯現(xiàn)象,，因此,，要特別注意。
軸承壽命與使用條件有關(guān),，受軸承荷重的影響特別大,。如軸承負(fù)荷比規(guī)定荷重小，可大大延長(zhǎng)軸承壽命,。
不要將旋轉(zhuǎn)編碼器進(jìn)行拆解,，這樣做將有損防油和防滴性能。防滴型產(chǎn)品不宜長(zhǎng)期浸在水,、油中,，表面有水、油時(shí)應(yīng)擦拭干凈,。
振動(dòng)
加在德國(guó)KUBLER庫(kù)伯勒旋轉(zhuǎn)編碼器上的振動(dòng),，往往會(huì)成為誤脈沖發(fā)生的原因。因此,，應(yīng)對(duì)設(shè)置場(chǎng)所,、安裝場(chǎng)所加以注意。每轉(zhuǎn)發(fā)生的脈沖數(shù)越多，旋轉(zhuǎn)槽圓盤的槽孔間隔越窄,，越易受到振動(dòng)的影響。在低速旋轉(zhuǎn)或停止時(shí),，加在軸或本體上的振動(dòng)使旋轉(zhuǎn)槽圓盤抖動(dòng),，可能會(huì)發(fā)生誤脈沖。
關(guān)于配線和連接
誤配線,，可能會(huì)損壞內(nèi)部回路,，故在配線時(shí)應(yīng)充分注意：
配線應(yīng)在電源OFF狀態(tài)下進(jìn)行，電源接通時(shí),，若輸出線接觸電源,，則有時(shí)會(huì)損壞輸出回路。
若配線錯(cuò)誤,，則有時(shí)會(huì)損壞內(nèi)部回路,，所以配線時(shí)應(yīng)充分注意電源的極性等。
若和高壓線,、動(dòng)力線并行配線,，則有時(shí)會(huì)受到感應(yīng)造成誤動(dòng)作成損壞，所以要分離開另行配線,。
延長(zhǎng)電線時(shí),，應(yīng)在10m以下。并且由于電線的分布容量,，波形的上升,、下降時(shí)間會(huì)較長(zhǎng)，有問題時(shí),，采用施密特回路等對(duì)波形進(jìn)行整形,。
為了避免感應(yīng)噪聲等，要盡量用zui短距離配線,。向集成電路輸入時(shí),，特別需要注意。
電線延長(zhǎng)時(shí),，因?qū)w電阻及線間電容的影響,，波形的上升、下降時(shí)間加長(zhǎng),，容易產(chǎn)生信號(hào)間的干擾（串音）,，因此應(yīng)用電阻小、線間電容低的電線（雙絞線,、屏蔽線）,。
對(duì)于HTL的帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)輸出的編碼器，信號(hào)傳輸距離可達(dá)300米。