海德漢編碼器

海德漢編碼器ID：317393-05
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海德漢編碼器ID：317393-05
長度計海德漢的增量式長度計能在一個長的測量范圍內(nèi)提供很高的精度,。
這些堅固耐用的長度計根據(jù)不同的應(yīng)用有不同的產(chǎn)品類型。
他們在度量行業(yè)有廣泛的應(yīng)用,，多點測量站,、測試設(shè)備檢測和位置測量裝置
長度測量
封閉式光柵尺能有效防塵、防切屑和防飛濺的切削液,，是用于機床的理想選擇,。
敞開式光柵尺與讀數(shù)頭和光柵尺或鋼帶間沒有機械接觸。這些光柵尺的典型應(yīng)
用包括：測量機,、比較儀和其它長度計量精密設(shè)備以及生產(chǎn)和測量設(shè)備,，例如用在半導(dǎo)體工業(yè)中。
增量式光柵尺決定當前位置的方式是由原點開始數(shù)測量步距或細分電路的計數(shù)信號數(shù)量,。
海德漢的增量式光柵尺帶有參考點,，開機時必須執(zhí)行參考點回零，操作非常簡單,、快捷,。
式光柵尺無需執(zhí)行參考點回零操作就能直接提供當前位置值。光柵尺的位置
值通過EnDat接口或其它串行接口傳輸,。
1,、 脈沖編碼器概念
脈沖編碼器是一種光學(xué)式位置檢測元件，編碼盤直接裝在電機的旋轉(zhuǎn)軸上,，以測出軸的旋轉(zhuǎn)角度位
置和速度變化,，其輸出信號為電脈沖。
這種檢測方式的特點是：非接觸式的,，無摩擦和磨損,，驅(qū)動力矩小，響應(yīng)速度快,。缺點是抗污染能力
差,，容易損壞。按其編碼化方式,，可分為增量式和值式,。
1）增量式編碼器
增量式編碼器工作原理
增量式編碼器工作原理如上圖 a 所示。在圖中,，E 為等節(jié)距的輻射狀透光窄縫圓盤,，"Q1、"Q2 為光源,，
Da,、Db,、Dc 為光電元件（光敏二極管或光電池），Da 與 Db 錯開 90 度相位角安裝,。當圓盤旋轉(zhuǎn)一個節(jié)
距時，在光源照射下,，光電元件 Da,，Db 上得到圖 b( 所示的光電波形輸出，A,，B 信號為具有 90 度相
位差的正弦波,，這組信號經(jīng)放大器放大與整形，得到圖 c) 的輸出方波,，A 相比 B 相導(dǎo)前 90 度,，其電壓
幅值為 5V。設(shè) A 相導(dǎo)前 B 相時為正方向旋轉(zhuǎn),，則 B 相導(dǎo)前 A 相時即為負方向旋轉(zhuǎn),，利用 A 相與 B 相的
相位關(guān)系可以判別編碼器的旋轉(zhuǎn)方向，C 相產(chǎn)生的脈沖為基準脈沖,，又稱零點脈沖,，它是軸旋轉(zhuǎn)一周在
固定位置上產(chǎn)生一個脈沖，在數(shù)控車床上切削螺紋時,，可將它作為車刀進刀點和退刀點的信號使用,，
以保證切削的螺紋不會亂扣。在加工中心上可作為主軸準停信號,，以保證主軸和刀庫間的可*換刀,。AB
相脈沖信號經(jīng)頻率———電壓變換后，得到與轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速成比例的電壓信號,，便可測得速度值及位移量,。
2）值式編碼器
值式編碼器是通過讀取編碼盤上的圖案來表示數(shù)值的。下圖所示的為葛萊編碼盤,，圖中空白的部
分透光,，用“0”表示；涂黑的部分不透光,，用“1”表示,。此碼盤共有四環(huán)，由里向外每一環(huán)配置的光電變
換器對應(yīng) 2 的 3 次方,，2 的 2 次方,，2 的 1 次方，2 的 0 次方,。圖中的碼盤共分為 16 份,，要提高檢測精
度,，可多分葛萊編碼盤
3）增量式編碼器和值式編碼器比較
在實際應(yīng)用中，通過比較,，發(fā)現(xiàn)增量式結(jié)構(gòu)簡單,，成本低；但其移距是由測量信號計數(shù)讀出的,，基
點特別重要,，每次開機或因故停機后，都要重回參考點,；并且排除故障后不能再找到事故前的正確位
置,，而且由于干擾易產(chǎn)生計數(shù)誤差。這種增量式編碼器多用于精度要求不是很高的經(jīng)濟型數(shù)控機床,。
而值式的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,，成本高；但其坐標值直接從碼盤中讀出,，不會有累積誤差,；編碼器本身具有
機械式存儲功能（需要外加電池），即使因停電或其它原因造成坐標值清除,，通電后,，仍可找到原
坐標位置。這種編碼器多用于精度和速度要求較高的數(shù)控機床,，特別是控制軸數(shù)多達四,、五個的加工
中心機床上。
2,、全閉環(huán)位置檢測裝置
還有一種全閉環(huán)控制方式,，可獲得比半閉環(huán)更高的位移精度。這種進給伺服系統(tǒng)的位置檢測裝置安
裝在進給系統(tǒng)末端的執(zhí)行部件上,，實測它的位置或位移量,，而安裝在驅(qū)動電機端部的編碼器則作為測
速元件，構(gòu)成速度環(huán),。位置檢測裝置多選用光柵尺,，位置信號的檢出是由光柵讀數(shù)頭完成，標尺光柵
（長光柵）和指示光柵（短光柵）分別安裝在機床的移動部件及固定部件上,，兩者相互平行,，它們之
間保持 0.05 或 0.1 的間隙。當標尺光柵沿指示光柵連續(xù)移動時,，光電元件所感應(yīng)的光電流變化規(guī)律近
似正弦波形,，將此正弦信號經(jīng)放大、整形,、微分線路處理后,，轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖信號,。標尺光柵移動一
個柵距產(chǎn)生一個計數(shù)脈沖，用計數(shù)器來計算脈沖數(shù),，則可測得機床工作臺的位移量,。采用倍頻的方法
可提高光柵的分辨精度。光柵尺的特點是測量精度高,，而且精度可以長期保持,；但對工作環(huán)境的要求
較高，并且測量裝置要和工作臺等長,，不便于在大型數(shù)控機床上使用。光柵尺多用于高精度的中,、小
型數(shù)控機床上,。因全閉環(huán)控制系統(tǒng)將機械傳動機構(gòu)包含在系統(tǒng)之內(nèi)，機械傳動機構(gòu)的固有頻率,、阻尼,、
間隙等將成為系統(tǒng)不穩(wěn)定的因素，所以全閉環(huán)系統(tǒng)在設(shè)計及調(diào)試上較困難,，不及半閉環(huán)應(yīng)用的廣泛,，
這里不再細說了。