編碼器是把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一種裝置。
編碼器分類及原理
按照工作原理編碼器可分為增量式(SPC)和絕對(duì)式(APC)兩類。
增量式編碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號(hào),再把這個(gè)電信號(hào)轉(zhuǎn)變成計(jì)數(shù)脈沖,用脈沖的個(gè)數(shù)表示位移的大小。
絕對(duì)式編碼器的每一個(gè)位置對(duì)應(yīng)一個(gè)確定的數(shù)字碼,因此它的示值只與測(cè)量的起始和終止位置有關(guān),而與測(cè)量的中間過(guò)程無(wú)關(guān)。
兩者一般都應(yīng)用于轉(zhuǎn)速控制或位置控制系統(tǒng)的檢測(cè)元件。
特點(diǎn)及應(yīng)用范圍
增量式編碼器是直接利用光電轉(zhuǎn)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(zhuǎn)方向,而Z相為每轉(zhuǎn)一圈輸出一個(gè)脈沖,用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位。編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出脈沖,通過(guò)計(jì)數(shù)設(shè)備來(lái)知道其位置和轉(zhuǎn)速。當(dāng)編碼器不動(dòng)或停電時(shí),依靠計(jì)數(shù)設(shè)備的內(nèi)部記憶來(lái)記住位置。這樣,當(dāng)停電后,編碼器不能有任何的移動(dòng),當(dāng)來(lái)電工作時(shí),編碼器輸出脈沖過(guò)程中,也不能有干擾而丟失脈沖,不然,計(jì)數(shù)設(shè)備記憶的零點(diǎn)就會(huì)偏移,而且這種偏移的量是無(wú)從知道的,只有錯(cuò)誤的生產(chǎn)結(jié)果出現(xiàn)后才能知道。
優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單,平均壽命長(zhǎng),抗干擾能力強(qiáng),可靠性高,適合于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)高精度定位控制。其缺點(diǎn)是無(wú)法輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的絕對(duì)位置信息。
絕對(duì)編碼器是直接輸出數(shù)字量的傳感器,在它的圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼道,每條道上由透光和不透光的扇形區(qū)相間組成,相鄰碼道的扇區(qū)數(shù)目是雙倍關(guān)系,碼盤上的碼道數(shù)就是它的二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)。絕對(duì)編碼器由機(jī)械位置決定的每個(gè)位置的唯一性,它無(wú)需記憶,無(wú)需找參考點(diǎn),而且不用一直計(jì)數(shù),什么時(shí)候需要知道位置,什么時(shí)候就去讀取它的位置。這樣,編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。由于絕對(duì)編碼器在定位方面明顯地優(yōu)于增量式編碼器,已經(jīng)越來(lái)越多地應(yīng)用于工控定位中。
優(yōu)點(diǎn)是可以直接讀出角度坐標(biāo)的絕對(duì)值,沒(méi)有累積誤差,電源切除后位置信息不會(huì)丟失。但是分辨率是由二進(jìn)制的位數(shù)來(lái)決定的,也就是說(shuō)精度取決于位數(shù),目前有10位、14位等多種。