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編碼器的概念
點擊次數(shù):2271      更新時間:2009-07-07

增量型旋轉(zhuǎn)編碼器
  軸的每圈轉(zhuǎn)動,增量型編碼器提供一定數(shù)量的脈沖。周期性的測量或者單位時間內(nèi)的脈沖計數(shù)可以用來測量移動的速度。如果在一個參考點后面脈沖數(shù)被累加,計算值就代表了轉(zhuǎn)動角度或行程的參數(shù)。雙通道編碼器輸出脈沖之間相差為90o。能使接收脈沖的電子設(shè)備接收軸的旋轉(zhuǎn)感應信號,因此可用來實現(xiàn)雙向的定位控制;另外,三通道增量型旋轉(zhuǎn)編碼器每一圈產(chǎn)生一個稱之為零位信號的脈沖。
  增量型值旋轉(zhuǎn)編碼器值編碼器為每一個軸的位置提供一個*的編碼數(shù)字值。特別是在定位控制應用中,值編碼器減輕了電子接收設(shè)備的計算任務(wù),從而省去了復雜的和昂貴的輸入裝置:而且,當機器合上電源或電源故障后再接通電源,不需要回到位置參考點,就可利用當前的位置值。
  單圈值編碼器把軸細分成規(guī)定數(shù)量的測量步,zui大的分辨率為13位,這就意味著zui大可區(qū)分8192個位置+多圈值編碼器不僅能在一圈內(nèi)測量角位移,而且能幸,J用多步齒輪測量圈數(shù)。多圈的圈數(shù)為12位,也就是說zui大4096圈可以被識別。總的分辨率可達到25位或者33,554,432個測量步數(shù)。并行值旋轉(zhuǎn)編碼器傳輸位置值到估算電子裝置通過幾根電纜并行傳送。
  增量型→型編碼器
  旋轉(zhuǎn)增量值編碼器以轉(zhuǎn)動時輸出脈沖,通過計數(shù)設(shè)備來計算其位置,當編碼器不動或停電時,依靠計數(shù)設(shè)備的內(nèi)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(shè)備計算并記憶的零點就會偏移,而且這種偏移的量是無從知道的,只有錯誤的結(jié)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(jīng)過參考點,將參考位置修正進計數(shù)設(shè)備的記憶位置。在參考點以前,是不能保證位置的準確性的。在工控中就有每次操作先找參考點,開機找零等方法。
  這樣的方法對有些工控項目比較麻煩,甚至不允許開機找零(開機后就要知道準確位置),有一些工況也不允許使用中因干擾影響而產(chǎn)生位置錯誤,于是就有了編碼器的出現(xiàn)。
  值旋轉(zhuǎn)編碼器光碼盤上有許多道光通道刻線,每道刻線依次以2線、4線、8線、16線。。。。。。編排,這樣,在編碼器的每一個位置,通過讀取每道刻線的通、暗,獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的*的2進制編碼(格雷碼),這就稱為n位編碼器。這樣的編碼器是由光電碼盤的機械位置決定的,它不受停電、干擾的影響,由于值編碼器由機械位置決定的每個位置是*的,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
  從單圈值編碼器到多圈值編碼器
  單圈值編碼器,以轉(zhuǎn)動中測量光電碼盤各道刻線,以獲取*的編碼,當轉(zhuǎn)動超過360度時,編碼又回到原點,這樣就不符合編碼*的原則,這樣的編碼器只能用于旋轉(zhuǎn)范圍360度以內(nèi)的測量,稱為單圈值編碼器。要測量旋轉(zhuǎn)超過360度范圍,就要用到多圈值編碼器。
  編碼器生產(chǎn)廠家運用鐘表齒輪機械的原理,當中心碼盤旋轉(zhuǎn)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(chǔ)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,它同樣是每個位置編碼*不重復的,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(diào)試難度。
  值編碼器的信號輸出
  值編碼器信號輸出有并行輸出、串行輸出、總線型輸出、變送一體型輸出等,單圈低位數(shù)的編碼器一般用并行信號輸出,而高位數(shù)的和多圈的編碼器輸出信號不用并行信號(并行信號連接線多,易錯碼易損壞),一般為串行或總線型輸出。其中串行zui常用的是時鐘同步串聯(lián)信號(SSI);總線型zui常用的是PROFIBUS-DP型,其他的還有DeviceNet, CAN, Interbus, CC-link等;變送一體型輸出使用方便,但精度有所犧牲。
  增量型編碼器與型編碼器的區(qū)分 編碼器如以信號原理來分,有增量型編碼器,型編碼器?!  ?/p>

       增量型編碼器(旋轉(zhuǎn)型)  

       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(相對于一個周波為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(zhuǎn)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(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數(shù)量級,塑料碼盤是經(jīng)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(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(guān)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?! ?br />  A.B兩相聯(lián)接,用于正反向計數(shù)、判斷正反向和測速?! ?br />  A、B、Z三相聯(lián)接,用于帶參考位修正的位置測量?! ?br />  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zui小,抗干擾*,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?!     ?nbsp;      增量式編碼器的問題: 增量型編碼器存在零點累計誤差,抗干擾較差,接收設(shè)備的停機需斷電記憶,開機應找零或參考位等問題,這些問題如選用型編碼器可以解決。增量型編碼器的一般應用測速,測轉(zhuǎn)動方向,測移動角度、距離(相對)。型編碼器(旋轉(zhuǎn)型)             編碼器光碼盤上有許多道光通道刻線,每道刻線依次以2線、4線、8線、16 線……編排,這樣,在編碼器的每一個位置,通過讀取每道刻線的通、暗,獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的*的2進制編碼(格雷碼),這就稱為n位編碼器。這樣的編碼器是由光電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是*的,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。 從單圈值編碼器到多圈值編碼器 旋轉(zhuǎn)單圈值編碼器,以轉(zhuǎn)動中測量光電碼盤各道刻線,以獲取*的編碼,當轉(zhuǎn)動超過360度時,編碼又回到原點,這樣就不符合編碼*的原則,這樣的編碼只能用于旋轉(zhuǎn)范圍360度以內(nèi)的測量,稱為單圈值編碼器。如果要測量旋轉(zhuǎn)超過360度范圍,就要用到多圈值編碼器。 編碼器生產(chǎn)廠家運用鐘表齒輪機械的原理,當中心碼盤旋轉(zhuǎn)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(chǔ)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*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(diào)試難度。

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