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東莞市廣聯(lián)自動(dòng)化科技有限公司
主營產(chǎn)品： HYDAC壓力開關(guān),BURKERT電磁閥,WAUKEE流量計(jì),ATOS油泵,德國REXROTH電磁換向閥,，BERNSTEIN傳感器 |
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2021-5-10 閱讀(1681)
關(guān)于德國庫伯勒編碼器工作原理詳細(xì)解析,，詳情如下：
庫伯勒編碼器工作原理
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(hào)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(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,，以判別庫伯勒編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過零位脈沖,，可獲得庫伯勒編碼器的零位參考位,。庫伯勒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—庫伯勒編碼器以每旋轉(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。
它是一種將旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換成一串?dāng)?shù)字脈沖信號(hào)的旋轉(zhuǎn)式傳感器,，這些脈沖能用來控制角位移,，如果庫伯勒編碼器與齒輪條或螺旋絲杠結(jié)合在一起，也可用于測量直線位移,。庫伯勒編碼器產(chǎn)生電信號(hào)后由數(shù)控制置CNC,、可編程邏輯控制器PLC、控制系統(tǒng)等來處理,。這些傳感器主要應(yīng)用在下列方面：機(jī)床,、材料加工、電動(dòng)機(jī)反饋系統(tǒng)以及測量和控制設(shè)備,。在ELTRA庫伯勒編碼器中角位移的轉(zhuǎn)換采用了光電掃描原理,。讀數(shù)系統(tǒng)是基于徑向分度盤的旋轉(zhuǎn)，該分度由交替的透光窗口和不透光窗口構(gòu)成的,。此系統(tǒng)全部用一個(gè)紅外光源垂直照射,，這樣光就把盤子上的圖像投射到接收器表面上，該接收器覆蓋著一層光柵,，稱為準(zhǔn)直儀,，它具有和光盤相同的窗口。接收器的工作是感受光盤轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的光變化,，然后將光變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電變化,。一般地，旋轉(zhuǎn)庫伯勒編碼器也能得到一個(gè)速度信號(hào),，這個(gè)信號(hào)要反饋給變頻器,，從而調(diào)節(jié)變頻器的輸出數(shù)據(jù)。故障現(xiàn)象：1,、旋轉(zhuǎn)庫伯勒編碼器壞（無輸出）時(shí),，變頻器不能正常工作，變得運(yùn)行速度很慢,，而且一會(huì)兒變頻器保護(hù),，顯示“PG斷開”...聯(lián)合動(dòng)作才能起作用。要使電信號(hào)上升到較高電平,，并產(chǎn)生沒有任何干擾的方波脈沖,，這就必須用電子電路來處理。庫伯勒編碼器pg接線與參數(shù)矢量變頻器與庫伯勒編碼器pg之間的連接方式,，必須與庫伯勒編碼器pg的型號(hào)相對應(yīng),。一般而言,，庫伯勒編碼器pg型號(hào)分差動(dòng)輸出、集電極開路輸出和推挽輸出三種,，其信號(hào)的傳遞方式必須考慮到變頻器pg卡的接口,，因此選擇合適的pg卡型號(hào)或者設(shè)置合理。
庫伯勒編碼器一般分為增量型與絕對型,，它們存著最大的區(qū)別：在增量庫伯勒編碼器的情況下,，位置是從零位標(biāo)記開始計(jì)算的脈沖數(shù)量確定的，而絕對型庫伯勒編碼器的位置是由輸出代碼的讀數(shù)確定的,。在一圈里,，每個(gè)位置的輸出代碼的讀數(shù)只有一個(gè)； 因此,，當(dāng)電源斷開時(shí),，絕對型庫伯勒編碼器并不與實(shí)際的位置分離,。如果電源再次接通,，那么位置讀數(shù)仍是當(dāng)前的，有效的,；不像增量庫伯勒編碼器那樣,，必須去尋找零位標(biāo)記。庫伯勒編碼器的廠家生產(chǎn)的系列都很全,，一般都是專用的,，如電梯專用型庫伯勒編碼器、機(jī)床專用庫伯勒編碼器,、伺服電機(jī)專用型庫伯勒編碼器等,，并且?guī)觳站幋a器都是智能型的，有各種并行接口可以與其它設(shè)備通訊,。
庫伯勒編碼器是把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一種裝置,。前者成為碼盤，后者稱碼尺．按照讀出方式庫伯勒編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種．接觸式采用電刷輸出,，一電刷接觸導(dǎo)電區(qū)或絕緣區(qū)來表示代碼的狀態(tài)是“1”還是“0”,；非接觸式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件時(shí)以透光區(qū)和不透光區(qū)來表示代碼的狀態(tài)是“1”還是“0”,。按照工作原理庫伯勒編碼器可分為增量式和絕對式兩類,。增量式庫伯勒編碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號(hào)，再把這個(gè)電信號(hào)轉(zhuǎn)變成計(jì)數(shù)脈沖,，用脈沖的個(gè)數(shù)表示位移的大小,。絕對式庫伯勒編碼器的每一個(gè)位置對應(yīng)一個(gè)確定的數(shù)字碼，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關(guān),，而與測量的中間過程無關(guān),。
旋轉(zhuǎn)增量式庫伯勒編碼器以轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出脈沖,，通過計(jì)數(shù)設(shè)備來知道其位置，當(dāng)庫伯勒編碼器不動(dòng)或停電時(shí),，依靠計(jì)數(shù)設(shè)備的內(nèi)部記憶來記住位置,。這樣，當(dāng)停電后,，庫伯勒編碼器不能有任何的移動(dòng),，當(dāng)來電工作時(shí)，庫伯勒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),，庫伯勒編碼器每經(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,。這樣的庫伯勒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,。
絕對庫伯勒編碼器由機(jī)械位置決定的每個(gè)位置的*性，它無需記憶,，無需找參考點(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，庫伯勒編碼器的抗干擾特性,、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了,。由于絕對庫伯勒編碼器在定位方面明顯地優(yōu)于增量式庫伯勒編碼器，已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于工控定位中,。絕對型庫伯勒編碼器因其高精度,，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,，對于較復(fù)雜工況還要隔離,，連接電纜芯數(shù)多，由此帶來諸多不便和降低可靠性,，因此,，絕對庫伯勒編碼器在多位數(shù)輸出型，一般均選用串行輸出或總線型輸出,，德國生產(chǎn)的絕對型庫伯勒編碼器串行輸出常用的是SSI（同步串行輸出）,。
多圈絕對式庫伯勒編碼器。庫伯勒編碼器生產(chǎn)廠家運(yùn)用鐘表齒輪機(jī)械的原理,，當(dāng)中心碼盤旋轉(zhuǎn)時(shí),，通過齒輪傳動(dòng)另一組碼盤（或多組齒輪，多組碼盤）,，在單圈編碼的基礎(chǔ)上再增加圈數(shù)的編碼,，以擴(kuò)大庫伯勒編碼器的測量范圍，這樣的絕對庫伯勒編碼器就稱為多圈式絕對庫伯勒編碼器,，它同樣是由機(jī)械位置確定編碼,，每個(gè)位置編碼單一不重復(fù)，而無需記憶,。多圈庫伯勒編碼器另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于測量范圍大,，實(shí)際使用往往富裕較多,，這樣在安裝時(shí)不必要費(fèi)勁找零點(diǎn),，將某一中間位置作為起始點(diǎn)就可以了，而大大簡化了安裝調(diào)試難度,。多圈式絕對庫伯勒編碼器在長度定位方面的優(yōu)勢明顯,，已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于工控定位中。
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為長線差分驅(qū)動(dòng)（對稱A,A-;B,B-;Z,Z-）,HTL也稱推拉式,、推挽式輸出,，庫伯勒編碼器的信號(hào)接收設(shè)備接口應(yīng)與庫伯勒編碼器對應(yīng)。信號(hào)連接—庫伯勒編碼器的脈沖信號(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(hào)的連接，電流對于電纜貢獻(xiàn)的電磁場為0,衰減最小,，抗干擾*,，可傳輸較遠(yuǎn)的距離，對于TTL的帶有對稱負(fù)信號(hào)輸出的庫伯勒編碼器,，信號(hào)傳輸距離可達(dá)150米,。對于HTL的帶有對稱負(fù)信號(hào)輸出的庫伯勒編碼器，信號(hào)傳輸距離可達(dá)300米,。
