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編碼器選型參數
2017-2-7
來源:未知
點擊數:  7078        作者:未知
  • encoder)選型參數簡介


    傳感器

    —将要測量的物理量轉換成可讀取、處理的另一個物理量,現代控制中最常用的就是電信号。

       如果把計算機、可編程控制器比喻為自動化控制的“大腦”,那麼傳感器就是自動化控制的“眼睛”,是機電一體化的信息反饋裝置.由計算機、執行機構、執行機構内部反饋構成的控制系統,稱為開環控制;由計算機、執行機構、執行機構内部反饋、執行效果外部傳感器信息反饋構成的控制系統,稱為閉環控制。

    傳感器的電信号有模拟量型和數字量型,模拟量就是電流或電壓的大小變化模拟被測量物理量的大小,如果傳感器輸出的模拟量電信号已經是标準的信号,例如4—20mA、0—20mA、1—5V、0—10V等,這樣的傳感器有時也稱為變送器。

    傳感器的電信号有時也用電壓、電流高于某個域置或低于某個域置來代表10的數字信息,或用光信号的通、暗來傳遞信息,這樣的傳感器就是數字量輸出型。


    編碼器

    角位移,線位移及轉速傳感器.

    編碼器是以數字化信息将角度、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。

    編碼器以測量方式來分,有直線型編碼器,角度編碼器,旋轉編碼器。

    如以信号原理來分,有增量型編碼器,絕對型編碼器。

    (旋轉型)

    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,獲得四組正弦波信号組合成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),将C、D信号反向,疊加在A、B兩相上,可增強穩定信号;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,以判别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。



    編碼器機械外型—
    編碼器以轉軸類型分,有軸型和軸套型;以外形特征和安裝法蘭分,有同步法蘭,夾緊法蘭,緊湊型;軸套型又有半空型、全空型、大軸徑型。 


    編碼器軸徑—編碼器軸徑有6毫米*、8毫米、10毫米*、12毫米,軸套型的有8毫米、10毫米、12*毫米、大口徑20—50*毫米,帶*号的是常規規格。


    機械轉速和電氣轉速

    編碼器的機械轉速以每分鐘最大可以旋轉多少圈表示—rpm;

    編碼器的電氣轉速也稱為開關頻率,是讀取每個脈沖信号的反應速度,以每秒多少次表示--Hz

    最大工作速度應同時兼顧編碼器的機械轉速、電氣轉速以及編碼器後續接收設備的開關頻率。

    Nmax=Fmax×60/Z ; Nmin-1 ;FHz

    編碼器的工作溫度和防護等級

    編碼器的最高最低工作溫度代表了編碼器内部機械和電子零件的水平,較好的編碼器工作溫度從-40100℃,事實上低溫情況下,受限制的是内部電子零件和外部的電纜以及密封特性。


    防護等級是指編碼器的防塵、防水性能,以國際标準IP的兩位數表示,第一位0—6代表防塵,第二位0—7代表防水,IP54是最低的有限制條件的防塵防水标準,IP67可防水浸。并非在室内恒溫條件下工作就不需要防水,因為編碼器在工作和停機兩種情況下,内部空氣會熱脹冷縮,密封不好,在停機是會有壓縮性水氣進入。專業的編碼器的防護等級分電氣外殼部分和轉軸部分,有不同。轉軸部分由于編碼器的旋轉要求,往往要略低。


    工作電壓、耗電流—工作電壓一般有10—30Vdc5Vdc±10%兩種,電壓和耗電流決定供電電源的功率。

    信号輸出:

    信号輸出有正弦波(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,編碼器的信号接收設備接口應與編碼器對應。

    信号連接—編碼器的脈沖信号一般連接計數器、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,由于帶有對稱負信号的連接,電流對于電纜貢獻的電磁場為0,衰減最小,抗幹擾最佳,可傳輸較遠的距離。

    對于TTL的帶有對稱負信号輸出的編碼器,信号傳輸距離可達150米。

    對于HTL的帶有對稱負信号輸出的編碼器,信号傳輸距離可達300米。



    倍頻技術

    信号二倍頻

      二倍頻信号通過A相和B相的”異或”轉換獲得


      
    四倍頻信号通過A信号和B信号的正跳沿及負跳沿獲得信号四倍頻


    分辨率與精度—分辨率是指傳感器可以分辨讀數的最小單位,而精度是指每個讀數與标準位置的最大誤差,兩者不是一個概念,精度由碼盤刻線、轉軸同心度、材料的溫度特性、電子讀數的即時等各方面因數決定。


    電子細分技術—利用編碼器的正弦波信号的相位變化,由電子設備在一條刻線上再分出多個位置,此為電子細分技術,這樣原來的編碼器分辨刻線可以成倍的增加,但是細分隻是提高了分辨刻線,并沒有改變原來的精度。


    内插細分—有一些“高分辨數”的編碼器是由内插的電子細分以提高每圈的刻線,但是其精度并不高,不能以其提供的高線數而理解成高精度編碼器。


    内置電池—有一些編碼器以内置電池來避免斷電的信号丢失,也有一些編碼器以單圈是絕對信号,而多圈圈數信号是内置電池與電路用增量計數的方法來獲得,此為僞絕對型編碼器,其受電池壽命、電池低溫失效、受振電池觸點不良等因數影響,而大大降低可靠性。


    其他主要參數根據需要參看樣本:

    電纜或插座,最大傳輸距離,最大軸負載,振動,沖擊,啟動力矩,轉子瞬間慣性等


    增量式編碼器的問題:

    增量型編碼器存在零點累計誤差,抗幹擾較差,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型編碼器可以解決。


    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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