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如何正確理解絕對值編碼器及增量型編碼器的區別?

編輯:小伍    發布時間:2023-09-27 09:31:46

摘要:增量型編碼器存在零點累計誤差,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等問題,這些問題如選用絕對值編碼器可以解決。這樣,編碼器的抗干擾特性、數據的可靠性大大提高了。
如何正確理解絕對值編碼器及增量型編碼器的區別?

絕對脈沖編碼器:APC
增量脈沖編碼器:SPC
兩者一般都應用于速度控制或位置控制系統的檢測元件。

如何正確理解絕對值編碼器及增量型編碼器的區別?

旋轉編碼器是用來測量轉速的裝置。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。

增量型編碼器(旋轉型)

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。
增量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。
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。

絕對值編碼器(旋轉型)

絕對值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次方的唯一的2進制編碼(格雷碼),這就稱為n位絕對值編碼器。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。
絕對值編碼器由機械位置決定的每個位置是唯一的,它無需記憶,無需找參考點,而且不用一直計數,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。 

從單圈絕對值編碼器到多圈絕對值編碼器

旋轉單圈絕對值編碼器,以轉動中測量光電碼盤各道刻線,以獲取唯一的編碼,當轉動超過360度時,編碼又回到原點,這樣就不符合絕對編碼唯一的原則,這樣的編碼只能用于旋轉范圍360度以內的測量,稱為單圈絕對值編碼器。
如果要測量旋轉超過360度范圍,就要用到多圈絕對值編碼器。
編碼器生產廠家運用鐘表齒輪機械的原理,當中心碼盤旋轉時,通過齒輪傳動另一組碼盤(或多組齒輪,多組碼盤),在單圈編碼的基礎上再增加圈數的編碼,以擴大編碼器的測量范圍,這樣的絕對值編碼器就稱為多圈式絕對值編碼器,它同樣是由機械位置確定編碼,每個位置編碼唯一不重復,而無需記憶。
多圈編碼器另一個優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試難度。

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,這些問題如選用絕對值編碼器可以解決。
增量型編碼器的一般應用:
測速,測轉動方向,測移動角度、距離(相對)。

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