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德國堡盟編碼器應(yīng)用與常見問題
閱讀：1014 發(fā)布時(shí)間：2020-5-211,、什么是編碼器,？
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。前者稱為碼盤,，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,，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”,。
按照工作原理編碼器可分為增量式和式兩類,。增量式編碼器是將位移轉(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,。式編碼器的每一個(gè)位置對(duì)應(yīng)一個(gè)確定的數(shù)字碼，因此它的示值只與測(cè)量的起始和終止位置有關(guān),，而與測(cè)量的中間過程無關(guān),。
2,、測(cè)量精度的定義
大家知道,，所有的測(cè)量都是對(duì)"真實(shí)"值的大致估計(jì)，也就是說測(cè)量的數(shù)值總是和"真實(shí)"值有一定的誤差,，那么這樣一個(gè)誤差的大小就是通常所說的測(cè)量精度,，它反映了測(cè)量儀器系統(tǒng)所能真實(shí)還原測(cè)量信號(hào)值的能力。
3,、德國堡盟編碼器的精度
增量式光電編碼器的精度與分辨率*無關(guān),，這是兩個(gè)不同的概念。精度是一種度量在所選定的分辨率范圍內(nèi),，確定任一脈沖相對(duì)另一脈沖位置的能力,。精度通常用角度、角分或角秒來表示,。編碼器的精度與碼盤透光縫隙的加工質(zhì)量,、碼盤的機(jī)械旋轉(zhuǎn)情況的制造精度因素有關(guān)，也與安裝技術(shù)有關(guān),。
4,、德國堡盟編碼器的分辨率
光電編碼器的分辨率是以編碼器軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周所產(chǎn)生的輸出信號(hào)基本周期數(shù)來表示的，即脈沖數(shù)/轉(zhuǎn)（PPR）,。碼盤上的透光縫隙的數(shù)目就等于編碼器的分辨率,，碼盤上刻的縫隙越多，編碼器的分辨率就越高,。在工業(yè)電氣傳動(dòng)中,，根據(jù)不同的應(yīng)用對(duì)象，可選擇分辨率通常在500－6000PPR的增量式光電編碼器,，高可以達(dá)到幾萬PPR,。交流伺服電機(jī)控制系統(tǒng)中通常選用分辨率為2500PPR的編碼器。此外對(duì)光電轉(zhuǎn)換信號(hào)進(jìn)行邏輯處理,，可以得到2倍頻或4倍頻的脈沖信號(hào),，從而進(jìn)一步提高分辨率,。
5,、值編碼器精度跟分辨率由何關(guān)系,？
單圈值編碼器的位數(shù)代表碼盤的碼道數(shù)，因?yàn)槭怯枚M(jìn)制的碼盤（格雷碼相同）,，所以他的精度就成了2的幾次方,，比如12位，就是2的12次方也就是4096,。
編碼器的分辨率與精度并不一定相當(dāng)，精度隨刻線,、碼盤機(jī)械同心度、讀數(shù)響應(yīng)速度,、溫度特性等各種因數(shù)決定,。如果一個(gè)編碼器是用刻線正弦波細(xì)分獲得高分辨率的，那它的精度并沒有提高,，細(xì)分僅提高了分辨率,。在細(xì)分前的刻線精度是多少，細(xì)分后的精度還是多少,，所以有些高分辨率的編碼器的精度取決于之前是用多少線再細(xì)分的,。
6、實(shí)心軸編碼器和空心軸編碼器之間有何區(qū)別,？
實(shí)心軸編碼器需要安裝法蘭和聯(lián)軸器?？招妮S編碼器只需要一個(gè)彈huang片,，用來防止編碼器的旋轉(zhuǎn)和吸收振動(dòng)。
7,、什么是差分線路驅(qū)動(dòng)器輸出（Differential Line DriverOutput）,？
差分輸出提到這樣一個(gè)事實(shí)，即每個(gè)通道有一個(gè)互補(bǔ)通道,，如A和/A,。差分線路驅(qū)動(dòng)器可以幫助提高抗噪聲性能（見/A和/B通道用于什么？）,。差分線路驅(qū)動(dòng)器還允許您比推挽輸出更多的漏或源電流,。差分線路驅(qū)動(dòng)器同時(shí)有漏和源電路一起工作,。（見什么是漏或源輸入？）它也可以幫助提高信號(hào)的傳輸距離,。
8,、什么是集電極開路輸出（Open Collector Output）？
一個(gè)集電極開路輸出是一個(gè)NPN晶體管,。NPN晶體管允許漏電流到公共端,。它可以被認(rèn)為是一個(gè)開關(guān)，允許電路經(jīng)過負(fù)荷后被連接到共同端,。這意味著如果要有輸出工作需要一個(gè)電源,。電源經(jīng)過負(fù)荷必須被連接到輸出，否則NPN晶體管只是建立了一個(gè)到公共端的路徑,，即干式接點(diǎn),。因此，如果您測(cè)量一個(gè)沒有連接到任何電源的集電極開路輸出電壓,，不會(huì)看到電壓的改變,。如果集電極開路正常工作，經(jīng)過輸出負(fù)載后電壓應(yīng)該被檢測(cè)到,。
9,、什么是圖騰柱輸出（Totem Pole output）？
圖騰柱輸出基本上和推挽輸出一樣,，但當(dāng)提到了TTL裝置時(shí),，它是一個(gè)常用的術(shù)語。它和推挽輸出之間的主要差別是漏或源電流的大小,。圖騰柱輸出比推挽輸出的漏/源電流要小,。其他主要區(qū)別在于輸出電壓不同。圖騰柱只能是一個(gè)5V直流信號(hào),，而推挽輸出將跟隨輸入電壓。
10,、什么是推挽輸出(Push Pull Output),？
推挽輸出是一種允許你同時(shí)連接漏或源電路的輸出。（見什么是漏或源輸入,？）這種類型的輸出允許你比圖騰柱輸出更多的電流和跟隨輸入電壓,。當(dāng)集電極開路輸出和編碼器連接的控制器不能工作時(shí)，需要選擇推挽輸出,。
11,、什么是正交輸出(Quadrature output)？
正交輸出是指信號(hào)A和B之間有90度的相移,，A超前B或B超前A取決于旋轉(zhuǎn)方向,。這并不意味著輸出將4倍編碼器每圈的分辨率,。這一事實(shí)，即信號(hào)有90度相位差使控制器能夠判斷編碼器的旋轉(zhuǎn)方向,。您必須同時(shí)使用正交的A和B信號(hào),，才能獲得X2或X4的邏輯關(guān)系。（見正交和x4邏輯之間有何不同,？）
12,、為什么我需要一個(gè)上拉電阻,？
上拉電阻被用來“拉”邏輯高電壓水平達(dá)到工作電壓,。這是非常有用的，當(dāng)集電極開路的輸出沒有達(dá)到顯示邏輯高電平所需的電壓水平或噪音出現(xiàn)在信號(hào)線上,。當(dāng)一個(gè)邏輯高電平信號(hào)出現(xiàn),，對(duì)于集電極開路其電壓水平約等于工作電壓。其中的差值是由于上拉電阻上的電壓跌落,。如果負(fù)載不以地為參考,，這并不是必要的。
13,、/A和/B通道有什么用,？
/A和/B通道是A和B通道的反信號(hào)。這意味著當(dāng)信號(hào)A是高電平時(shí),，信號(hào)/A是低電平,，當(dāng)A是低電平時(shí)，/A是高電平,。這同樣適用于任何有互補(bǔ)信號(hào)的情況,。這通常使噪音降到低。一些輸入卡同時(shí)接受的A和/A信號(hào),。然后比較兩個(gè)信號(hào),，以幫助消除導(dǎo)線上竄入的共模噪聲。接收的脈沖只有信號(hào)A是高電平同時(shí)信號(hào)/A是低電平時(shí),，才能被確認(rèn),。這適用于任何有互補(bǔ)信號(hào)的通道,信號(hào)A僅作為一個(gè)例子。這通常稱為差分輸出,。
14,、正交和x4邏輯之間有何不同？
正交輸出指的是輸出信號(hào)的相移,。當(dāng)輸出信號(hào),，信號(hào)A和B互相之間有90度的相差，這被稱做正交,。這只是正交名詞的解釋,。（見什么是正交輸出,？）x4邏輯指控制器如何解釋接收的信號(hào)。這是通過把每個(gè)檢測(cè)到的A和B通道脈沖的邊沿轉(zhuǎn)換為自己的脈沖,。這個(gè)轉(zhuǎn)換發(fā)生在控制器,，而不是在編碼器。這意味著如果你訂購了一個(gè)每轉(zhuǎn)120脈沖的正交編碼器,，輸出信號(hào)A和B將有90度的相移,。這并不意味著每一轉(zhuǎn)，編碼器將產(chǎn)生480個(gè)脈沖,。增加的脈沖只發(fā)生在控制器,。
15、如何選擇每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)（PPR）,？
當(dāng)選擇編碼器的PPR值時(shí),，請(qǐng)記住一些簡(jiǎn)單的規(guī)則。請(qǐng)確認(rèn)你選擇的PPR值不會(huì)超過控制器或編碼器的高頻率,。嘗試選擇PPR接近你要顯示的值,，這樣就消除或減少校準(zhǔn)常數(shù)的必要。例如,，如果你想每圈顯示12英寸,，就選擇PPR為12。如果你想顯示12.00英寸,，選擇1200PPR,。然而不要錯(cuò)誤地忘記了控制器輸入的乘數(shù)。大多數(shù)控制器有X2或X4的邏輯,。如果是X2邏輯,，當(dāng)顯示12.00將變?yōu)槟腜PR為600;當(dāng)X4邏輯時(shí)變?yōu)镻PR為300,。這些選擇給你期望的每一個(gè)單位只有一個(gè)脈沖,。記住當(dāng)你你創(chuàng)建的PPR時(shí)，一定要記住頻率,。當(dāng)選擇PPR時(shí),，在高轉(zhuǎn)速下不能超過編碼器能夠處理的頻率,。相反的情況也是如此，請(qǐng)不要選擇過低的PPR,，您的控制器不能識(shí)別信號(hào),。嘗試選擇您的PPR,，讓您的校準(zhǔn)常數(shù)為0.5和1之間,。
16、如何設(shè)置我的校準(zhǔn)常數(shù),？
如果正確選擇每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)（PPR）能夠簡(jiǎn)化校準(zhǔn)系數(shù),。一旦PPR被選定，或者只要按照技術(shù)手冊(cè)中的公式計(jì)算,。當(dāng)選擇校準(zhǔn)常數(shù)時(shí),，請(qǐng)記住越接近1越好,。校準(zhǔn)常數(shù)的值是您的編碼器的每個(gè)脈沖的分辨率,。
17,、編碼器和我的系統(tǒng)之間的距離可以多遠(yuǎn)？
沒有固定的答案,。許多因素都會(huì)起作用,，連接裝置到一起的大電纜長度。使用長電纜的大問題是電纜變得更容易受到噪音干擾,。這是由于電纜的電容,，電纜象天線一樣起作用，同時(shí)通過電纜電源會(huì)有損耗,。電纜的大距離可以被獲得,，必須遵循以下一些基本的布線原則。
A 使電纜遠(yuǎn)離產(chǎn)生大量的電氣噪聲的物體,。這包括交流電機(jī),，電弧焊機(jī),，交流電源線和變壓器。
B 當(dāng)使用帶互補(bǔ)信號(hào)時(shí),，使用雙絞線,，當(dāng)使用任何類型的信號(hào)時(shí)都要用屏蔽電纜。
C 輸出電壓使用允許的高電壓,。例如,，如果編碼器可以輸出5到24伏，那就使用24伏,。使用集電極開放或和差分接收器（ PM28S00 ）一起使用的差分線路驅(qū)動(dòng)器輸出,，以便得到大的漏/源電流源。
D 如果您使用的是編碼器作為不止一個(gè)控制器的輸入,，請(qǐng)使用信號(hào)放大器,。這也是一個(gè)很好的方法，以提高信號(hào)傳輸?shù)木嚯x,。
E 當(dāng)使用差分輸入時(shí),，典型的差分線路驅(qū)動(dòng)器大距離為大約100英尺，集電極開路的距離大約是35英尺,。
18,、什么是零速傳感器？
零速指示是一個(gè)單獨(dú)的輸出,，應(yīng)用中當(dāng)速度低于一定的頻率作為報(bào)警,，不是零速出現(xiàn)。零速?zèng)]法檢測(cè),，只有跌落到一定頻率以下可以被檢測(cè),。當(dāng)應(yīng)用至關(guān)重要的和必須被監(jiān)視時(shí)，這是非常有用地,。
19,、需要使用屏蔽電纜嗎？
是,。強(qiáng)烈推薦使用屏蔽電纜,。特別是使用在存在大量的電氣噪聲的區(qū)域。如果你有任何噪聲問題,，或者懷疑可能有,，請(qǐng)使用屏蔽電纜。
20,、為什么使用值編碼器,？
首先，什么是值編碼器？值編碼器在每圈的每個(gè)位置都有wei一的編碼,。這樣代替脈沖的輸出,，你可以獲得二進(jìn)制特殊值輸出。當(dāng)要求準(zhǔn)確的位置時(shí),，這是非常有用的,。值編碼器每圈的每個(gè)位置有wei一的二進(jìn)制值，如果電源關(guān)閉,，而當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)位置的實(shí)際值能夠被識(shí)別,。即使控制器丟失電源和過程被移動(dòng)。
21,、什么是格雷碼,？
格雷碼是二進(jìn)制碼的一種形式。格雷碼和二進(jìn)制碼的不同在于遞增數(shù)的方法不同,。對(duì)于格雷碼每次遞增只有一位變化,。這意味著計(jì)數(shù)的順序?qū)⒖吹?,1, 3, 2, 6和7。這與標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制不同,，它的順序是0, 1, 2, 3, 4和5,。格雷碼可以防止在轉(zhuǎn)換到下一狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的錯(cuò)誤。下面舉一個(gè)例子說明在什么情況可能發(fā)生,。這可能由于定時(shí)器和電纜的電容引起,。從0011變到0100的情況可能出現(xiàn)0111,，而格雷碼不會(huì)出現(xiàn)這種可能性,。
22,、什么是漏或源輸入,？
漏和源輸入僅僅涉及晶體管電流的流動(dòng),。這意味著,，他們運(yùn)轉(zhuǎn)需要電壓和負(fù)載,。漏輸入要求在連接它到電路以前需要電壓和負(fù)載,。對(duì)于電路,，這就是“漏”到地。源輸入必須放在電路的負(fù)載之前,。這意味著這是“源”電流到電路,。電壓和負(fù)載都必須出現(xiàn)在任何一種情況下,，以檢測(cè)輸入電壓的變化,。這同樣適用于漏或源輸出,。
23、線路驅(qū)動(dòng)器7272和4469輸出的主要區(qū)別是什么,？
Line drives線路驅(qū)動(dòng)器,，顧名思義,，這種輸出芯片來源于“驅(qū)動(dòng)”電流到線路,。不同于集電極開路輸出,，線路驅(qū)動(dòng)器芯片主動(dòng)驅(qū)動(dòng)輸出高或低,，因此，能夠使負(fù)載產(chǎn)生漏和源電流（見圖2 ）,。主要優(yōu)點(diǎn)是它的線路驅(qū)動(dòng)能力,，推動(dòng)更高的電流通過電纜，使電纜運(yùn)行更長,。雖然線路驅(qū)動(dòng)器可用于單端的格式（即推挽輸出）,，它們是常用的互補(bǔ)或差分信號(hào),。使用差分信號(hào)，當(dāng)使用屏蔽雙絞線電纜,，使用較長的電纜運(yùn)行或在高噪聲環(huán)境中線路驅(qū)動(dòng)器是shou選,。
如需了解更多文中所介紹的產(chǎn)品，可直接點(diǎn)擊：德國堡盟編碼器