P+F編碼器有那些技術(shù)參數(shù)和原理,P+F/39529839/39529829
P+F編碼器(encoder)是將信號(hào)(如比特流)或數(shù)據(jù)進(jìn)行編制、轉(zhuǎn)換為可用以通訊、傳輸和存儲(chǔ)的信號(hào)形式的設(shè)備。 編碼器把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào),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,電刷接觸導(dǎo)電區(qū)或緣區(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”,通過"1”和“0”的二進(jìn)制編碼來將采集來的物理信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)器碼可讀取的電信號(hào)用以通訊、傳輸和儲(chǔ)存。
利用電磁感應(yīng)原理將兩個(gè)平面型繞組之間的相對(duì)位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的測(cè)量元件,用于長(zhǎng)度測(cè)量工具(圖1)??勺稍儯簩幉ǜ咝聟^(qū)鏡博士科技有限公司 周剛 感應(yīng)同步器(俗稱編碼器、光柵尺)分為直線式和旋轉(zhuǎn)式兩類。前者由定尺和滑尺組成,用于直線位移測(cè)量;后者由定子和轉(zhuǎn)子組成,用于角位移測(cè)量。1957年美國(guó)的R.W.特利普等在美國(guó)取得感應(yīng)同步器的,原名是位置測(cè)量變壓器,感應(yīng)同步器是它的商品名稱,初期用于雷達(dá)天線的定位和自動(dòng)跟蹤、導(dǎo)彈的導(dǎo)向等。在機(jī)械制造中,感應(yīng)同步器常用于數(shù)字控制機(jī)床、加工等的定位反饋系統(tǒng)中和坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、鏜床等的測(cè)量數(shù)字顯示系統(tǒng)中。它對(duì)環(huán)境條件要求較低,能在有少量粉塵、油霧的環(huán)境下正常工作?!《ǔ呱系倪B續(xù)繞組的周期為2毫米(圖2)。滑尺上有兩個(gè)繞組,其周期與定尺上的相同,但相互錯(cuò)開1/4周期 (電相位差90°)。感應(yīng)同步器的工作方式有鑒相型和鑒幅型的兩種。前者是把兩個(gè)相位差90°、頻率和幅值相同的交流電壓U1 和U2分別輸入滑尺上的兩個(gè)繞組,按照電磁感應(yīng)原理,定尺上的繞組會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)U。如滑尺相對(duì)定尺移動(dòng),則U的相位相應(yīng)變化,經(jīng)放大后與 U1和U2比相、細(xì)分、計(jì)數(shù),即可得出滑尺的位移量。在鑒幅型中,輸入滑尺繞組的是頻率、相位相同而幅值不同的交流電壓,根據(jù)輸入和輸出電壓的幅值變化,也可得出滑尺的位移量。由感應(yīng)同步器和放大、整形、比相、細(xì)分、計(jì)數(shù)、顯示等電子部分組成的系統(tǒng)稱為感應(yīng)同步器測(cè)量系統(tǒng)。它的測(cè)長(zhǎng)度可達(dá)3微米/1000毫米,測(cè)角精度可達(dá)1″/360°。
P+F編碼器有那些技術(shù)參數(shù)和原理,P+F
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。
式編碼器的每個(gè)位置對(duì)應(yīng)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)。(REP)
P+F編碼器的優(yōu)點(diǎn)
從接近開關(guān)、光電開關(guān)到旋轉(zhuǎn)編碼器 工業(yè)控制中的定位,接近開關(guān)、光電開關(guān)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成熟了,而且很好用。可是,隨著工控的不斷發(fā)展,又有了新的要求,這樣,選用旋轉(zhuǎn)編碼器的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)就突出了:
定位可以在控制室柔性調(diào)整; 現(xiàn)場(chǎng)安裝的方便和安全、長(zhǎng)壽:拳頭大小的個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器,可以測(cè)量從幾個(gè)μ到幾十幾百米的距離,n個(gè)工位,只要解決個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器的安全安裝問題,可以避免諸多接近開關(guān)、光電開關(guān)在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械安裝麻煩,容易被撞壞和遭高溫、水氣困擾等問題。由于是光電碼盤,無機(jī)械損耗,只要安裝位置準(zhǔn)確,其使用壽命往往很長(zhǎng)。
除了定位,還可以遠(yuǎn)傳當(dāng)前位置,換算運(yùn)動(dòng)速度,對(duì)于變頻器,步進(jìn)電機(jī)等的應(yīng)用尤為重要。
對(duì)于多個(gè)控制工位,只需個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器的成本,以及更主要的安裝、維護(hù)、損耗成本降低,使用壽命增長(zhǎng),其經(jīng)濟(jì)化逐漸突顯出來。 如上所述優(yōu)點(diǎn),旋轉(zhuǎn)編碼器已經(jīng)越來越廣泛地被應(yīng)用于各種工控場(chǎng)合。
P+F編碼器有那些技術(shù)參數(shù)和原理,P+F
P+F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)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,編碼器不能有任何的移動(dòng),當(dāng)來電工作時(shí),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)誤的結(jié)果出現(xiàn)后才能知道。 解決的方法是增加參考點(diǎn),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找參考點(diǎn),開機(jī)找零等方法。 比如,打印機(jī)掃描儀的定位就是用的增量式編碼器原理,每次開機(jī),我們都能聽到噼哩啪啦的陣響,它在找參考零點(diǎn),然后才工作。 這樣的方法對(duì)有些工控項(xiàng)目比較麻煩,甚不允許開機(jī)找零(開機(jī)后就要知道準(zhǔn)確位置),于是就有了編碼器的出現(xiàn)。 型旋轉(zhuǎn)光電編碼器,因其每個(gè)位置*、抗干擾、無需掉電記憶,已經(jīng)越來越廣泛地應(yīng)用于各種工業(yè)系統(tǒng)中的角度、長(zhǎng)度測(cè)量和定位控制。 編碼器光碼盤上有許多道刻線,每道刻線依次以2線、4線、8線、16線。。。。。。編排,這樣,在編碼器的每個(gè)位置,通過讀取每道刻線的通、暗,獲得組從2的零次方到2的n-1次方的*的2進(jìn)制編碼(格雷碼),這就稱為n位編碼器。這樣的編碼器是由碼盤的機(jī)械位置決定的,它不受停電、 德國(guó)hubner編碼器
干擾的影響。 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,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(jīng)越來越多地應(yīng)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,其每位輸出信號(hào)必須確保連接很好,對(duì)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,編碼器在多位數(shù)輸出型,般均選用串行輸出或總線型輸出,德國(guó)的型編碼器串行輸出zui常用的是SSI(同步串行輸出)。 從單圈式編碼器到多圈式編碼器 旋轉(zhuǎn)單圈式編碼器,以轉(zhuǎn)動(dòng)中測(cè)量光碼盤各道刻線,以獲取*的編碼,當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)超過360度時(shí),編碼又回到原點(diǎn),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(cè)量,稱為單圈式編碼器。 如果要測(cè)量旋轉(zhuǎn)超過360度范圍,就要用到多圈式編碼器。 編碼器運(yùn)用鐘表齒輪機(jī)械的原理,當(dāng)碼盤旋轉(zhuǎn)時(shí),通過齒輪傳動(dòng)另組碼盤(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)大編碼器的測(cè)量范圍,這樣的編碼器就稱為多圈式編碼器,它同樣是由機(jī)械位置確定編碼,每個(gè)位置編碼*不重復(fù),而無需記憶。 多圈編碼器另個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于測(cè)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),將某中間位置作為起始點(diǎn)就可以了,而大大簡(jiǎn)化了安裝調(diào)試難度。 多圈式編碼器在長(zhǎng)度定位方面的優(yōu)勢(shì)明顯,已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于工控定位中。
型旋轉(zhuǎn)編碼器的機(jī)械安裝使用: 型旋轉(zhuǎn)編碼器的機(jī)械安裝有高速端安裝、低速端安裝、輔助機(jī)械裝置安裝等多種形式。 高速端安裝:安裝于動(dòng)力馬達(dá)轉(zhuǎn)軸端(或齒輪連接),此方法優(yōu)點(diǎn)是分辨率高,由于多圈編碼器有4096圈,馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)在此量程范圍內(nèi),可充分用足量程而提高分辨率,缺點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)物體通過減速齒輪后,來回程有齒輪間隙誤差,般用于單向高精度控制定位,例如軋鋼的輥縫控制。另外編碼器直接安裝于高速端,馬達(dá)抖動(dòng)須較小,不然易損壞編碼器。 低速端安裝:安裝于減速齒輪后,如卷揚(yáng)鋼絲繩卷筒的軸端或zui后節(jié)減速齒輪軸端,此方法已無齒輪來回程間隙,測(cè)量較直接,精度較高,此方法般測(cè)量長(zhǎng)距離定位,例如各種提升設(shè)備,送料小車定位等。 輔助機(jī)械安裝: 常用的有齒輪齒條、鏈條皮帶、摩擦轉(zhuǎn)輪、收繩機(jī)械等。
P+F編碼器功能特點(diǎn)
采用光電感應(yīng)技術(shù) ? 表面貼裝無引腳封裝 ? 提供兩通道數(shù)字信號(hào)輸出 ? 計(jì)數(shù)頻率:0~100 KHz ? 電源電壓DC5.0V、5~12V、12~24V ? 工作溫度:-10到70oC ? 編碼分辨率:180 LPI 美國(guó)avtron編碼器
符合RoHS環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求 工作原理 脈沖編碼器:APC 增量脈沖編碼器:SPC 兩者般都應(yīng)用于速度控制或位置控制系統(tǒng)的檢測(cè)元件. 旋轉(zhuǎn)編碼器是用來測(cè)量轉(zhuǎn)速的裝置。它分為單路輸出和雙路輸出兩種。技術(shù)參數(shù)主要有每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)(幾個(gè)到幾千個(gè)都有),和供電電壓等。單路輸出是指旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出是組脈沖,而雙路輸出的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出兩組相位差90度的脈沖,通過這兩組脈沖不僅可以測(cè)量轉(zhuǎn)速,還可以判斷旋轉(zhuǎn)的方向。 增量型編碼器與型編碼器的區(qū)分 編碼器如以信號(hào)原理來分,有增量型編碼器,型編碼器。 增量型編碼器 (旋轉(zhuǎn)型)
P+F編碼器工作原理
工作原理 由個(gè)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(duì)于個(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。 德國(guó)siko編碼器
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,但由于金屬有定的厚度,精度就有限制,其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差個(gè)數(shù)量,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,般在每轉(zhuǎn)分度5~10000線。
編輯本段信號(hào)輸出
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(zhǎng)線差分驅(qū)動(dòng)(對(duì)稱A,A-;B,B-;Z,Z-),HTL也稱推拉式、推挽式輸出,編碼器的信號(hào)接收設(shè)備接口應(yīng)與編碼器對(duì)應(yīng)。 信號(hào)連接—編碼器的脈沖信號(hào)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(cè)速。 A.B兩相聯(lián)接,用于正反向計(jì)數(shù)、判斷正反向和測(cè)速。 A、B、Z三相聯(lián)接,用于帶參考位修正的位置測(cè)量。 A、A-,B、B-,Z、Z-連接,由于帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)的連接,電流對(duì)于電纜貢獻(xiàn)的電磁場(chǎng)為0,衰減zui小,抗干擾*,可傳輸較遠(yuǎn)的距離。 對(duì)于TTL的帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)輸出的編碼器,信號(hào)傳輸距離可達(dá)150米。 對(duì)于HTL的帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)輸出的編碼器,信號(hào)傳輸距離可達(dá)300米。