8 t6 q' M7 A& h編 碼 器(Encoder)簡介
, \% y; M* i# k1 [) z編碼器是以數字化信息將角度、長度的信息以編碼的方式輸出的傳感器,其具有高精度,大量程測量,反應快,數字化輸出特點;體積小,重量輕,機構緊湊,安裝方便,維護簡單,工作可靠。
, i. T4 `7 H' O+ S$ ~* V+ _& m3 ]編碼器以測量功能來分,有角位移,線位移及轉速傳感器;以測量方式來分,有直線型編碼器,角度編碼器,旋轉編碼器;以信號原理來分,有增量型編碼器,絕對型編碼器;以轉軸類型來分,有軸型和軸套型(軸套型又有半空型、全空型、大軸徑型);以外形特征和安裝法蘭來分,有同步法蘭,夾緊法蘭,緊湊型。 增量型旋轉編碼器, O7 n8 B) h8 }, E. w7 q
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增量型編碼器的核心部件為中心有軸的光電碼盤,其上有環形通、暗的刻線。增量型編碼器是直接利用光電轉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90º,從而可方便地判斷出旋轉方向,而Z相為每轉一個脈沖,用于基準點定位。
$ n. W8 [* K6 N) M0 ^增量型編碼器的輸出信號有正弦波,方波(TTL對稱差分驅動、HTL推挽式),集電極開路(PNP、NPN),推拉式等多種形式。
; S4 A/ m; Y" i1 u3 y9 W增量型編碼器的優點是原理構造簡單,機械平均壽命可在幾萬小時以上,可靠性高。
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2 e+ ~, X9 L$ M1 @5 a 增量型編碼器的缺點是存在零點累計誤差,抗干擾較差,接收設備的停機需斷電記憶,開機應找零或參考位,無法輸出軸轉動的絕對位置信息等問題。這些問題如選用絕對型編碼器可以解決。 絕對型旋轉編碼器: C# E) O, z* V: r. M' q0 ]! [% H
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絕對型旋轉編碼器光碼盤上有許多圈光通道刻線,每圈刻線依次為2線、4線、8線、16線……。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次方的唯一的2進制編碼(或格雷碼),這就稱為n位絕對型編碼器。編碼器由光電碼盤的機械位置決定,它不受停電、干擾的影響。由于絕對值編碼器的每個位置是唯一的,無需記憶,無需找參考點,而且不用連續計數,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、數據的可靠性大大提高了。 7 g; E4 B8 \5 ]( i( K' g4 F
絕對值編碼器的信號輸出:絕對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。單圈低位數的編碼器一般用并行信號輸出,而高位數的和多圈的編碼器輸出信號一般不用并行信號(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。其中串行最常用的是高速同步串行信號(SSI);總線型最常用的是ProfiBus-DP型,其他的還有CANopen、Modbus等;智能變送一體型輸出有模擬量(4~20mA/0~5V)輸出與RS485數字輸出,其中模擬量(4~20mA/0~5V)輸出使用比較方便,但精度有所犧牲。 : C) j/ Y7 p- T
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