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HEIDENHAIN海德漢旋轉(zhuǎn)編碼器安裝方式及原理特點(diǎn)
2019-5-27 閱讀(1641)
HEIDENHAIN海德漢旋轉(zhuǎn)編碼器安裝方式
旋轉(zhuǎn)編碼器內(nèi)置軸承和定子,，編碼器的圓光柵直接與被測軸相連。掃描單元通過滾珠軸承安裝在軸上,，并由定子連軸器支撐。當(dāng)軸進(jìn)行角加速度時(shí),，定子聯(lián)軸器必須只吸收軸承摩擦力所導(dǎo)致的牛矩,，因此它能大限度地降低靜態(tài)和動態(tài)測量誤差。而且,，安裝在定子上的聯(lián)軸器還能補(bǔ)償被測軸的軸向運(yùn)動,。定子聯(lián)軸器的其它優(yōu)點(diǎn)還有：
- 安裝簡單
- 總長度短
- 聯(lián)軸器的固有頻率高
- 允許使用空心軸
內(nèi)置軸承的旋轉(zhuǎn)編碼器由分離的聯(lián)軸器連接可用于實(shí)心軸。推薦使用的連接被測軸的聯(lián)軸器能補(bǔ)償徑向和軸向誤差,。采用分離聯(lián)軸器的角度編碼器能支持更高的軸轉(zhuǎn)速,。無內(nèi)置軸承旋轉(zhuǎn)編碼器工作時(shí)沒有摩擦。掃描頭和圓光柵,、光柵鼓或鋼帶這兩個(gè)部件可在組裝時(shí)分別調(diào)整,。
HEIDENHAIN海德漢旋轉(zhuǎn)編碼器工作原理
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組合成A,、B,、C、D,每個(gè)正弦波相差90度相位差（相對于一個(gè)周波為360度）,，將C,、D信號反向，疊加在A,、B兩相上,，可增強(qiáng)穩(wěn)定信號；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,。
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,，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
信號輸出
信號輸出有正弦波（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為長線差分驅(qū)動（對稱A,A-;B,B-;Z,Z-）,，HTL也稱推拉式、推挽式輸出,，編碼器的信號接收設(shè)備接口應(yīng)與編碼器對應(yīng),。
信號連接—編碼器的脈沖信號一般連接計(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)，單方向測速,。
A.B兩相聯(lián)接,，用于正反向計(jì)數(shù)、判斷正反向和測速,。
A、B,、Z三相聯(lián)接,，用于帶參考位修正的位置測量。
A、A-,，B,、B-，Z,、Z-連接,，由于帶有對稱負(fù)信號的連接，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，因此其抗干擾能力強(qiáng),，可傳輸較遠(yuǎn)的距離,。
對于TTL的帶有對稱負(fù)信號輸出的編碼器，信號傳輸距離可達(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)，可能會損壞內(nèi)部功能,，使用上應(yīng)充分注意,。
HEIDENHAIN旋轉(zhuǎn)編碼器原理特點(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)多圈的無限累加和測量。還可以把每轉(zhuǎn)發(fā)出一個(gè)脈沖的Z信號,，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，對原脈沖數(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量范圍為0～360度,，但特殊型號也可實(shí)現(xiàn)多圈測量,。
正弦波
正弦波編碼器也屬于增量式編碼器，主要的區(qū)別在于輸出信號是正弦波模擬量信號,，而不是數(shù)字量信號,。它的出現(xiàn)主要是為了滿足電氣領(lǐng)域的需要－用作電動機(jī)的反饋檢測元件。在與其它系統(tǒng)相比的基礎(chǔ)上,，人們需要提高動態(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)字信號是困難的。
在這種情況下,，處理給伺服電機(jī)的信號所需帶寬（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,。接受此信號所需的帶寬只要稍許大于100KHz即已足夠,。
