HEIDENHAIN海德漢編碼器ERN180//5000線;內(nèi)徑d38;電纜1米原理與應(yīng)用

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一,、光電編碼器的工作原理

光電編碼器，是一種通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器,。它是目前應(yīng)用最多的傳感器,。光電編碼器是由光柵盤(pán)和光電檢測(cè)裝置組成。

光柵盤(pán)是在一定直徑的圓板上等分地開(kāi)通若干個(gè)長(zhǎng)方形孔,。由于光電碼盤(pán)與電動(dòng)機(jī)同軸,，當(dāng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵盤(pán)與電動(dòng)機(jī)同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測(cè)裝置檢測(cè)輸出若干脈沖信號(hào),。

通過(guò)計(jì)算每秒光電編碼器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能反映當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,。此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向,，碼盤(pán)還可提供相位相差 90° 的兩路脈沖信號(hào)

二,、編碼器的分類(lèi)

根據(jù)檢測(cè)原理，編碼器可分為光學(xué)式,、磁式,、感應(yīng)式和電容式。根據(jù)其刻度方法及信號(hào)輸出形式,，可分為增量式,、絕對(duì)式以及混合式三種。

增量式編碼器,。增量式編碼器是直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組方波脈沖 A,、B 和 Z 相；A,、B 兩組脈沖相位差 90°,，從而可方便地判斷出旋轉(zhuǎn)方向，而 Z 相為每轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖,，用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位,。

它的優(yōu)點(diǎn)是原理構(gòu)造簡(jiǎn)單，機(jī)械平均壽命可在幾萬(wàn)小時(shí)以上,，抗干擾能力強(qiáng),，可靠性高，適合于長(zhǎng)距離傳輸,。其缺點(diǎn)是無(wú)法輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的絕對(duì)位置信息,。

絕對(duì)式編碼器。絕對(duì)式編碼器是直接輸出數(shù)字的傳感器,，在它的圓形碼盤(pán)上沿徑向有若干同心碼盤(pán),，每條道上有透光和不透光的扇形區(qū)相間組成。相鄰碼道的扇區(qū)樹(shù)木是雙倍關(guān)系,，

碼盤(pán)上的碼道數(shù)是它的二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù),，在碼盤(pán)的一側(cè)是光源，另一側(cè)對(duì)應(yīng)每一碼道有一光敏元件,，當(dāng)碼盤(pán)處于不同位置時(shí),，各光敏元件根據(jù)受光照與否轉(zhuǎn)換出相應(yīng)的電平信號(hào),，形成二進(jìn)制數(shù),。

這種編碼器的特點(diǎn)是不要計(jì)數(shù)器，在轉(zhuǎn)軸的任意位置都可讀書(shū)一個(gè)固定的與位置相對(duì)應(yīng)的數(shù)字碼。顯然,，碼道必須有 N 條碼道,。目前國(guó)內(nèi)已有 16 位的絕對(duì)編碼器產(chǎn)品。

混合式絕對(duì)編碼器,?；旌鲜浇^對(duì)編碼器輸出兩組信息，一組信息用于檢測(cè)磁極位置,，帶有絕對(duì)信息功能,；另一組則同增量式編碼器的輸出信息。

三,、光電編碼器的應(yīng)用

（1）角度測(cè)量,。

汽車(chē)駕駛模擬器，對(duì)方向盤(pán)旋轉(zhuǎn)角度的測(cè)量選用光電編碼器作為傳感器,。重力測(cè)量?jī)x采用光電編碼器,，把它的轉(zhuǎn)軸與重力測(cè)量?jī)x中補(bǔ)償旋鈕軸相連；

扭轉(zhuǎn)角度儀,，利用編碼器測(cè)量扭轉(zhuǎn)角度變化,，如扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)機(jī)、漁竿扭轉(zhuǎn)釣性測(cè)試等,；擺錘沖擊實(shí)驗(yàn)機(jī),，利用編碼器計(jì)算沖擊是擺角變化。

（2）長(zhǎng)度測(cè)量,。

① 計(jì)米器,，利用滾輪周長(zhǎng)來(lái)測(cè)量物體的長(zhǎng)度和距離。

② 拉線位移傳感器,，利用收卷輪周長(zhǎng)計(jì)量物體長(zhǎng)度距離,。

③ 聯(lián)軸直測(cè)，與驅(qū)動(dòng)直線位移的動(dòng)力裝置的主軸聯(lián)軸,，通過(guò)輸出脈沖數(shù)計(jì)量,。

④ 介質(zhì)檢測(cè)，在直齒條,、轉(zhuǎn)動(dòng)鏈條的鏈輪,、同步帶輪等來(lái)傳遞直線位移的信息。

（3）速度測(cè)量,。

① 線速度,，通過(guò)跟儀表連接，測(cè)量生產(chǎn)線的線速度,。

② 角速度,，通過(guò)編碼器測(cè)量電機(jī)、轉(zhuǎn)軸等的速度測(cè)量。

（4）位置測(cè)量,。

① 在機(jī)床方面,，記憶機(jī)床各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)位置，如鉆床等,。

② 在自動(dòng)化控制方面,，控制在不同位置進(jìn)行動(dòng)作。如電梯,、提升機(jī)等,。

（5）同步控制。

通過(guò)角速度或線速度,，對(duì)傳動(dòng)環(huán)節(jié)進(jìn)行同步控制,，以達(dá)到張力控制。

四,、編碼器的安裝

1．安裝注意事項(xiàng)

安裝時(shí)不要給軸施加直接的沖擊,。

編碼器軸與機(jī)器的連接，應(yīng)使用柔性連接器,。在軸上裝連接器時(shí),，不要硬壓入。即使使用連接器,，因安裝不良,，也有可能給軸加上比允許負(fù)荷還大的負(fù)荷，或造成撥芯現(xiàn)象,。因此,，要特別注意。

軸承壽命與使用條件有關(guān),，受軸承荷重的影響特別大,。如軸承負(fù)荷比規(guī)定荷重小，可大大延長(zhǎng)軸承壽命,。

不要將旋轉(zhuǎn)編碼器進(jìn)行拆解,，這樣做將有損防油和防滴性能。防滴型產(chǎn)品不宜長(zhǎng)期浸在水,、油中,，編碼器表面有水和油時(shí)應(yīng)擦拭干凈。

2．振動(dòng)

加在旋轉(zhuǎn)編碼器上的振動(dòng),，往往會(huì)成為誤脈沖發(fā)生的原因,。因此，應(yīng)對(duì)設(shè)置場(chǎng)所,、安裝場(chǎng)所都加以注意,。每轉(zhuǎn)發(fā)生的脈沖數(shù)越多,，旋轉(zhuǎn)槽圓盤(pán)的槽孔間隔就越窄，

就越容易受到振動(dòng)的影響,。在低速旋轉(zhuǎn)或停止時(shí),，加在軸或本體上的振動(dòng)使旋轉(zhuǎn)槽圓盤(pán)抖動(dòng),，可能會(huì)發(fā)生誤脈沖,。

3．關(guān)于配線和連接

誤配線可能會(huì)損壞內(nèi)部回路，故在配線時(shí)應(yīng)充分注意以下六點(diǎn),。

（1）配線應(yīng)在電源 OFF 狀態(tài)下進(jìn)行,，電源接通時(shí)，若輸出線接觸電源,，則有時(shí)會(huì)損壞輸出回路,。

（2）若配線錯(cuò)誤，則有時(shí)會(huì)損壞內(nèi)部回路,，所以配線時(shí)應(yīng)充分注意電源的極性等,。

（3）若和高壓線、動(dòng)力線并行配線,，則有時(shí)會(huì)受到感應(yīng)造成誤動(dòng)作而致?lián)p壞,，所以要分離開(kāi)另行配線。

（4）延長(zhǎng)電線時(shí),，應(yīng)在 10 m 以下,。并且由于電線的分布容量，波形的上升,、下降時(shí)間會(huì)較長(zhǎng),。有問(wèn)題時(shí)，采用施密特回路等對(duì)波形進(jìn)行整形,。

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