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旋轉編碼器基本介紹,什么是旋轉編碼器

旋轉編碼器基本介紹,什么是旋轉編碼器

2021-04-08 18:00:56

旋轉編碼器是用來測量轉速的裝置,光電式旋轉編碼器通過光電轉換,可將輸出軸的角位移、角速度等機械量轉換成相應的電脈沖以數字量輸出(REP)。它分為單路輸出和雙路輸出兩種。技術參數主要有每轉脈沖數(幾十個到幾千個都有),和供電電壓等。單路輸出是指旋轉編碼器的輸出是一組脈沖,而雙路輸出的旋轉編碼器輸出兩組A/B相位差90度的脈沖,通過這兩組脈沖不僅可以測量轉速,還可以判斷旋轉的方向。



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編碼器如以信號原理來分可分為

  增量脈沖編碼器:SPC

  絕對脈沖編碼器:APC

  兩者一般都應用于速度控制或位置控制系統的檢測元件.

  增量型編碼器與絕對型編碼器的區分

工作原理

由一個中心有軸的光電碼盤,其上有環形通、暗的刻線,有光電發射和接收器件讀取,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,可增強穩定信號;另每轉輸出一個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與反轉,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,其熱穩定性就要比玻璃的差一個數量級,塑料碼盤是經濟型的,其成本低,但精度、熱穩定性、壽命均要差一些。

  分辨率—編碼器以每旋轉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,開關頻率有低有高。

  如單相聯接,用于單方向計數,單方向測速。

  A.B兩相聯接,用于正反向計數、判斷正反向和測速。

  A、B、Z三相聯接,用于帶參考位修正的位置測量。

  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,衰減最小,抗干擾最佳,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。

  旋轉編碼器由精密器件構成,故當受到較大的沖擊時,可能會損壞內部功能,使用上應充分注意。

注意事項

    (1)安裝

  安裝時不要給軸施加直接的沖擊。

  編碼器軸與機器的連接,應使用柔性連接器。在軸上裝連接器時,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荷還大的負荷,或造成撥芯現象,因此,要特別注意。

  軸承壽命與使用條件有關,受軸承荷重的影響特別大。如軸承負荷比規定荷重小,可大大延長軸承壽命。

  不要將旋轉編碼器進行拆解,這樣做將有損防油和防滴性能。防滴型產品不宜長期浸在水、油中,表面有水、油時應擦拭干凈。

  (2)振動

  加在旋轉編碼器上的振動,往往會成為誤脈沖發生的原因。因此,應對設置場所、安裝場所加以注意。每轉發生的脈沖數越多,旋轉槽圓盤的槽孔間隔越窄,越易受到振動的影響。在低速旋轉或停止時,加在軸或本體上的振動使旋轉槽圓盤抖動,可能會發生誤脈沖。

  (3)關于配線和連接

  誤配線,可能會損壞內部回路,故在配線時應充分注意:

  ①配線應在電源OFF狀態下進行,電源接通時,若輸出線接觸電源,則有時會損壞輸出回路。

  ②若配線錯誤,則有時會損壞內部回路,所以配線時應充分注意電源的極性等。

  ④若和高壓線、動力線并行配線,則有時會受到感應造成誤動作成損壞,所以要分離開另行配線。

  ④延長電線時,應在10m以下。并且由于電線的分布容量,波形的上升、下降時間會較長,有問題時,采用施密特回路等對波形進行整形。

  ⑤為了避免感應噪聲等,要盡量用最短距離配線。向集成電路輸入時,特別需要注意。

  ⑥電線延長時,因導體電阻及線間電容的影響,波形的上升、下降時間加長,容易產生信號間的干擾(串音),因此應用電阻小、線間電容低的電線(雙絞線、屏蔽線)。

  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




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