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上海申思特自動化設備有限公司
主營產品： 美國E E傳感器,美國E E減壓閥,意大利ATOS阿托斯油缸,丹麥GRAS麥克風,丹麥GRAS人工頭, ASCO電磁閥,IFM易福門傳感器 |
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2019-9-5 閱讀(2131)
編碼器工作原理
由一個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,每個正弦波相差90度相位差（相對于一個周潑為360度），將C,、D信號反向,，疊加在A、B兩相上,，可增強穩(wěn)定信號,；另每轉輸出一個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與反轉,，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數(shù)量級,，塑料碼盤是經濟型的,，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，一般在每轉分度5~10000線
主要作用：它是一種將旋轉位移轉換成一串數(shù)字脈沖信號的旋轉式傳感器,，
這些脈沖能用來控制角位移,，如果編碼器與齒輪條或螺旋絲杠結合在一起，也可用于測量直線位移,。
編碼器產生電信號后由數(shù)控制置CNC,、可編程邏輯控制器PLC，控制系統(tǒng)等來處理,。這些傳感器主要應用在下列方面：機床,、材料加工、電動機反饋系統(tǒng)以及測量和控制設備,。在ELTRA編碼器中角位移的轉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，該分度由交替的透光窗口和不透光窗口構成的,。此系統(tǒng)全部用一個紅外光源垂直照射,，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動所產生的光變化,，然后將光變化轉換成相應的電變化,。一般地，旋轉編碼器也能得到一個速度信號,，這個信號要反饋給變頻器,，從而調節(jié)變頻器的輸出數(shù)據(jù)。故障現(xiàn)象：1,、旋轉編碼器壞（無輸出）時,，變頻器不能正常工作,，變得運行速度很慢，而且一會兒變頻器保護,，顯示“PG斷開”...聯(lián)合動作才能起作用,。要使電信號上升到較高電平，并產生沒有任何干擾的方波脈沖,，這就必須用電子電路來處理,。編碼器pg接線與參數(shù)矢量變頻器與編碼器pg之間的連接方式,，必須與編碼器pg的型號相對應,。一般而言，編碼器pg型號分差動輸出,、集電極開路輸出和推挽輸出三種,，其信號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卡型號或者設置合理.
編碼器一般分為增量型與型,，它們存著大的區(qū)別：在增量編碼器的情況下,，位置是從零位標記開始計算的脈沖數(shù)量確定的，而型編碼器的位置是由輸出代碼的讀數(shù)確定的,。在一圈里,，每個位置的輸出代碼的讀數(shù)是獨立的； 因此,，當電源斷開時,，型編碼器并不與實際的位置分離。如果電源再次接通,，那么位置讀數(shù)仍是當前的,，有效的； 不像增量編碼器那樣,，必須去尋找零位標記,。
編碼器的廠家生產的系列都很全，一般都是的,，如電梯型編碼器,、機床編碼器、伺服電機型編碼器等,，并且編碼器都是智能型的,，有各種并行接口可以與其它設備通訊。
編碼器是把角位移或直線位移轉換成電信號的一種裝置,。前者成為碼盤,，后者稱碼尺．按照讀出方式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”,。
按照工作原理編碼器可分為增量式和式兩類。
增量式編碼器是將位移轉換成周期性的電信號,，再把這個電信號轉變成計數(shù)脈沖,，用脈沖的個數(shù)表示位移的大小。式編碼器的每一個位置對應一個確定的數(shù)字碼,，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關,，而與測量的中間過程無關。
旋轉增量式編碼器以轉動時輸出脈沖,，通過計數(shù)設備來知道其位置,，當編碼器不動或停電時，依靠計數(shù)設備的內部記憶來記住位置,。這樣,，當停電后，編碼器不能有任何的移動,，當來電工作時,，編碼器輸出脈沖過程中，也不能有干擾而丟失脈沖,，不然,，計數(shù)設備記憶的零點就會偏移，而且這種偏移的量是無從知道的,，只有錯誤的生產結果出現(xiàn)后才能知道,。解決的方法是增加參考點，編碼器每經過參考點,，將參考位置修正進計數(shù)設備的記憶位置,。在參考點以前，是不能保證位置的準確性的,。為此,，在工控中就有每次操作先找參考點，開機找零等方法,。這樣的編碼器是由碼盤的機械位置決定的,，它不受停電、干擾的影響,。
編碼器由機械位置決定的每個位置的*性,，它無需記憶，無需找參考點,，而且不用一直計數(shù),，什么時候需要知道位置，什么時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,，
已經越來越多地應用于工控定位中,。型編碼器因其高精度，輸出位數(shù)較多,，如仍用并行輸出,，其每一位輸出信號必須確保連接很好，對于較復雜工況還要隔離,，連接電纜芯數(shù)多,，由此帶來諸多不便和降低可靠性，因此,，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,，德國生產的型編碼器串行輸出常用的是SSI（同步串行輸出）,。
多圈式編碼器。編碼器生產廠家運用鐘表齒輪機械的原理,，當中心碼盤旋轉時,，通過齒輪傳動另一組碼盤（或多組齒輪，多組碼盤）,，在單圈編碼的基礎上再增加圈數(shù)的編碼,，以擴大編碼器的測量范圍，這樣的編碼器就稱為多圈式編碼器,，它同樣是由機械位置確定編碼,，每個位置編碼獨立不重復，而無需記憶,。多圈編碼器另一個優(yōu)點是由于測量范圍大,，實際使用往往富裕較多，這樣在安裝時不必要費勁找零點,，將某一中間位置作為起始點就可以了,，而大大簡化了安裝調試難度。多圈式編碼器在長度定位方面的優(yōu)勢明顯,，已經越來越多地應用于工控定位中,。
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備接口應與編碼器對應,。
信號連接—編碼器的脈沖信號一般連接計數(shù)器,、PLC、計算機,PLC和計算機連接的模塊有低速模塊與高速模塊之分,，開關頻率有低有高,。
如單相聯(lián)接，用于單方向計數(shù),，單方向測速,。
A.B兩相聯(lián)接，用于正反向計數(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,，由于帶有對稱負信號的連接,，電流對于電纜貢獻的電磁場為0,衰減小，抗干擾較好,，可傳輸較遠的距離,。
對于TTL的帶有對稱負信號輸出的編碼器，信號傳輸距離可達150米,。
對于HTL的帶有對稱負信號輸出的編碼器,，信號傳輸距離可達300米。
編碼器選型應注意三方面的參數(shù)：
1,、械安裝尺寸：包括定位止口,，軸徑，安裝孔位;電纜出線方式;安裝空間體積;工作環(huán)境防護等級是否滿足要求,。
2,、分辨率：即編碼器工作時每圈輸出的脈沖數(shù)，是否滿足設計使用精度要求,。
3,、電氣接口：編碼器輸出方式常見有推拉輸出(F型HTL格式),，電壓輸出(E)，集電極開路(C,，常見C為NPN型管輸出,，C2為PNP型管輸出)，長線驅動器輸出,。其輸出方式應和其控制系統(tǒng)的接口電路相匹配,。
光電編碼器優(yōu)缺點
優(yōu)點：體積小，精密,，本身分辨度可以很高,，無接觸無磨損;同一品種既可檢測角度位移，又可在機械轉換裝置幫助下檢測直線位移;多圈光電編碼器可以檢測相當長量程的直線位移(如25位多圈),。壽命長,，安裝隨意，接口形式豐富,，價格合理,。成熟技術，多年前已在國內外得到廣泛應用,。
缺點：精密但對戶外及惡劣環(huán)境下使用提出較高的保護要求,；量測直線位移需依賴機械裝置轉換，需消除機械間隙帶來的誤差,；檢測軌道運行物體難以克服滑差,。
靜磁柵編碼器
優(yōu)點：體積適中,，直接測量直線位移,，數(shù)字編碼，理論量程沒有限制,；無接觸無磨損,，抗惡劣環(huán)境，可水下1000米使用,；接口形式豐富,，量測方式多樣；價格尚能接受,。
缺點：分辨度1mm不高,；測量直線和角度要使用不同品種；不適于在精小處實施位移檢測（大于260毫米）,。
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