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增量式编码器和绝对式编码器的介绍

一、编码器分类

根据检测原理,编码器可分为光学、磁性、感应和电容式,可分为增量式、绝对式和混合式。

1.增量编码器 增量编码器直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相;A、B两组脉冲相位差90。,从而可方便的判断出旋转方向,而Z相为每转一个脉冲,用于基准点定位。其优点是原理结构简单,机械平均寿命可达数万小时以上,抗干扰能力强,可靠性高,适用于长途传输。缺点是无法输出轴旋转的绝对位置信息。

2.绝对编码器 绝对编码器是一种直接输出数字的传感器。它的圆形码盘上沿径向有几个同心码盘。每条道路上都有透光和不透光的扇形区域。相邻码道的扇形树木是双重关系。码盘上的码道数是其二进制数字的位数。盘的一侧是光源,另一侧对应于每个码道。各光敏元件根据光是否转换相应的电平信号,形成二进制数。这种编码器的特点是不需要计数器,可以在转轴的任何位置读取与位置对应的固定数字码。这种编码器的特点是不需要计数器,可以在转轴的任何位置读取与位置对应的固定数字码。显然,码道必须有N条码道。目前国内绝对编码器产品有16个。

3.混合绝对编码器 混合绝对编码器输出两组信息,一组用于检测具有绝对信息功能的磁极位置;另一组与增量编码器完全相同。

二、光电编码器的应用

1、角度测量

汽车驾驶模拟器,方向盘旋转角度的测量选择光电编码器作为传感器。重力测量仪采用光电编码器将其转轴连接到重力测量仪中的补偿旋钮轴,并使用编码器测量扭转角度的变化,如扭转实验机、钓竿扭转钓鱼测试等。摆锤冲击实验机,使用编码器计算冲击是摆角变化。

2、长度测量

计 米 用滚轮周长测量物体的长度和距离。

拉线位移传感器利用卷轮周长测量物体的长度距离。

通过输出脉冲数量测量联轴直直线位移的动力装置的主轴联轴。

介质检测将直线位移信息传递到直齿条、链轮旋转、同步带轮等。

3、速度测量

通过与仪器连接,测量生产线的线速

角速度通过编码器测量电机和转轴的速度

4、位置测量

在机床方面,记住机床各坐标点的坐标位置,如钻床

在自动控制方面,在牧歌位置控制指定动作。如电梯、电梯等

5、同步控制

传动环节通过角速或线速同步控制,实现张力控制

三、增量编码器(旋转型)

1.工作原理:

一个中心有轴的光电码盘,上面有环形、暗刻线、光电发射和接收器读取,四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度(相对于每周波360度)C、D反向信号,叠加A、B在两相上,稳定信号可以增强;此外,每转输出一个Z相脉冲代表零参考位。

由于A、B两个相差90度,编码器的零位参考位可以通过比较A相之前或B相之前来判断。

编码器代码盘的材料包括玻璃、金属和塑料。玻璃代码盘是在玻璃上沉积的薄刻线。它具有良好的热稳定性和高精度。金属代码盘直接通过和不通过刻线,不易碎。但由于金属厚度一定,精度有限,其热稳定性比玻璃差一个数量级。塑料代码盘经济,成本低,但精度、热稳定性和使用寿命较差。

分辨率-编码器称为分辨率,也称为分析分度,或直接称为分辨率,通常在每转分度5~10000线。

2.信号输出:

正弦波(电流或电压)用于信号输出(TTL、HTL),集电极开路(PNP、NPN),推拉形式多种多样,其中TTL长期差分驱动(对称)A,A-;B,B-;Z,Z-),HTL又称推拉式、推拉式输出,编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。

编码器的脉冲信号通常连接到计数器,plc、计算机,PLC与计算机连接的模块分为低速模块和高速模块,开关频率低。

单向计数、单向测速等单相连接。

A.B用于正反向计数、判断正反向和测速的两相连接。

A、B、Z用于测量带参考位修正的位置。

A、A-,B、B-,Z、Z-连接,由于对称负信号连接,电流对电缆的电磁场为0,衰减最小,抗干扰最好,传输距离较远。

对于TTL对称负信号输出的编码器,信号传输距离可达150米。

对于HTL对称负信号输出的编码器,信号传输距离可达300米。

3、增量式编码器的问题:

增量编码器存在零累积误差、抗干扰性差、接收设备停机时断电记忆、开机时找零或参考位等问题。这些问题可以通过选择绝对编码器来解决。

一般应用增量编码器:

测量速度,测量旋转方向,测量移动角度和距离(相对)。

四、绝对编码器(旋转型)

绝对编码器光码盘上有许多道光通道刻线,每个刻线分为2线、4线、8线和16线 线。。。。。。这样,在编码器的每个位置,通过读取每个刻线的通暗,获得一组从2的零到2的n-一次方唯一的2进制编码(格雷码),称为n位绝对编码器。该编码器由光电码盘的机械位置决定,不受停电、干扰的影响。

绝对编码器由机械位置决定的每个位置都是独一无二的。它不需要记忆,不需要找到参考点,也不需要一直计数。它需要知道位置和读取位置。这样,编码器的抗干扰特性和数据的可靠性大大提高。

从单圈绝对值编码器到多圈绝对值编码器

旋转单圈绝对值编码器,测量光电码盘线,获得唯一的编码,当旋转超过360度时,编码回到原点,不符合绝对代码的唯一原则,该代码只能用于旋转范围内的360度,称为单圈绝对值编码器。

若要测量旋转超过360度,则需要使用多圈绝对值编码器。

编码器制造商采用时钟齿轮机械的原理,当中心代码盘旋转时,通过齿轮驱动另一组代码盘(或多组齿轮、多组代码盘),在单圈代码的基础上,扩大编码器的测量范围,这种绝对代码称为多圈绝对代码,也由机械位置确定,每个位置代码不重复,不需要记忆。

多圈编码器另一个优点是由于测量范围大,实际使用往往富裕较多,这样在安装时不必要费劲找零点, 以中间位置为起点,大大简化了安装调试的难度。

标签: 绝对值多圈角度传感器

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