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編碼器工作原理和作用

  • 時間:3年前
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編碼器工作原理:

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。

編碼器.jpg

編碼器作用:

它是一種將旋轉位移轉換成一串數字脈沖信號的旋轉式傳感器,這些脈沖能用來控制角位移,如果編碼器與齒輪條或螺旋絲杠結合在一起,也可用于測量直線位移。

編碼器產生電信號后由數控制置CNC、可編程邏輯控制器PLC、控制系統等來處理。這些傳感器主要應用在下列方面:機床、材料加工、電動機反饋系統以及測量和控制設備。在ELTRA編碼器中角位移的轉換采用了光電掃描原理。讀數系統是基于徑向分度盤的旋轉,該分度由交替的透光窗口和不透光窗口構成的。此系統全部用一個紅外光源垂直照射,這樣光就把盤子上的圖像投射到接收器表面上,該接收器覆蓋著一層光柵,稱為準直儀,它具有和光盤相同的窗口。接收器的工作是感受光盤轉動所產生的光變化,然后將光變化轉換成相應的電變化。一般地,旋轉編碼器也能得到一個速度信號,這個信號要反饋給變頻器,從而調節變頻器的輸出數據。故障現象:1、旋轉編碼器壞(無輸出)時,變頻器不能正常工作,變得運行速度很慢,而且一會兒變頻器保護,顯示“PG斷開”...聯合動作才能起作用。要使電信號上升到較高電平,并產生沒有任何干擾的方波脈沖,這就必須用電子電路來處理。編碼器pg接線與參數矢量變頻器與編碼器pg之間的連接方式,必須與編碼器pg的型號相對應。一般而言,編碼器pg型號分差動輸出、集電極開路輸出和推挽輸出三種,其信號的傳遞方式必須考慮到變頻器pg卡的接口,因此選擇合適的pg卡型號或者設置合理.

編碼器一般分為增量型與絕對型,它們存著最大的區別:在增量編碼器的情況下,位置是從零位標記開始計算的脈沖數量確定的,而絕對型編碼器的位置是由輸出代碼的讀數確定的。在一圈里,每個位置的輸出代碼的讀數是唯一的; 因此,當電源斷開時,絕對型編碼器并不與實際的位置分離。如果電源再次接通,那么位置讀數仍是當前的,有效的; 不像增量編碼器那樣,必須去尋找零位標記。

編碼器的廠家生產的系列都很全,一般都是專用的,如電梯專用型編碼器、機床專用編碼器、伺服電機專用型編碼器等,并且編碼器都是智能型的,有各種并行接口可以與其它設備通訊。

編碼器是把角位移或直線位移轉換成電信號的一種裝置。前者成為碼盤,后者稱碼尺.按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種.接觸式采用電刷輸出,一電刷接觸導電區或絕緣區來表示代碼的狀態是“1”還是“0”;非接觸式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件,采用光敏元件時以透光區和不透光區來表示代碼的狀態是“1”還是“0”。

按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對式兩類。

增量式編碼器.jpg

增量式編碼器是將位移轉換成周期性的電信號,再把這個電信號轉變成計數脈沖,用脈沖的個數表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個位置對應一個確定的數字碼,因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關,而與測量的中間過程無關。

旋轉增量式編碼器以轉動時輸出脈沖,通過計數設備來知道其位置,當編碼器不動或停電時,依靠計數設備的內部記憶來記住位置。這樣,當停電后,編碼器不能有任何的移動,當來電工作時,編碼器輸出脈沖過程中,也不能有干擾而丟失脈沖,不然,計數設備記憶的零點就會偏移,而且這種偏移的量是無從知道的,只有錯誤的生產結果出現后才能知道。解決的方法是增加參考點,編碼器每經過參考點,將參考位置修正進計數設備的記憶位置。在參考點以前,是不能保證位置的準確性的。為此,在工控中就有每次操作先找參考點,開機找零等方法。這樣的編碼器是由碼盤的機械位置決定的,它不受停電、干擾的影響。

絕對編碼器由機械位置決定的每個位置的唯一性,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。

由于絕對編碼器在定位方面明顯地優于增量式編碼器,已經越來越多地應用于工控定位中。絕對型編碼器因其高精度,輸出位數較多,如仍用并行


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