[post]編碼器的特點(diǎn)及用途

編碼器是通過把機(jī)械角度物理量的變化轉(zhuǎn)變成電信號的一種裝置；在傳感器的分類中，他歸屬于角位移傳感器。

根據(jù)編碼器的這一特性，編碼器主要用于測量轉(zhuǎn)動物體的角位移量，角速度，角加速度，通過編碼器把這些物理量轉(zhuǎn)變成電信號輸出給控制系統(tǒng)或儀表，控制系統(tǒng)或儀表根據(jù)這些量來控制驅(qū)動裝置。



2. 編碼器的主要應(yīng)用場合：

2.1   數(shù)控機(jī)床及機(jī)械附件。

編碼器根據(jù)不同的使用場合可分為
　　absolute type encoder
　　絕對式編碼器
　　brush (contact) encoder
　　電刷(接觸式)編碼器
　　channel encoder
　　信道編碼器
　　chronometric encoder
　　記時編碼器
　　command encoder
　　命令編碼器
　　digital position encoder
　　數(shù)字式位置編碼器
　　digital shaft encoder
　　數(shù)字式軸角編碼器
　　digital voltage encoder
　　數(shù)字電壓編碼器
　　diode matrix encoder
　　二極管矩陣編碼器
　　error signal encoder
　　誤差信號編碼器
　　experimental digital television encoder
　　實(shí)驗(yàn)數(shù)字電視編碼器
　　incremental encoder
　　增量式編碼器
　　inductive encoder
　　電感式編碼器
　　linear angle encoder
　　線性角編 碼器
　　key encoder
　　鍵盤編碼器
　　matrix encoder
　　矩陣(式)編碼器
　　optical position encoder
　　光位置編碼器
　　optical rotary encoder
　　光電旋轉(zhuǎn)編碼器
　　phase encoder
　　相位編碼器
　　photoelectric encoder
　　光電譯碼器
　　priority encoder
　　優(yōu)先編碼器
　　quantizing encoder
　　量化編碼器
　　reading encoder
　　讀數(shù)譯碼器
　　shaft-position encoder
　　軸角編碼器
　　source encoder
　　信源編碼器
　　space encoder
　　間隔譯碼器, 空間譯碼器
　　test encoder
　　測試編碼器
最常用的有兩種：絕對值編碼器和增量式編碼器。
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(qū)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(shè)備接口應(yīng)與編碼器對應(yīng)。

傳感器電源電壓一般分為：5V和24V。

信號類型：
1、A/B/Z型
2、RS422差分
3、SSI（格雷碼）


信號有正弦波的，有方波的。
信號有電流型的，有電壓型的
另外SSI編碼器輸出除了格雷碼，也有二進(jìn)制碼的。
電壓的范圍也不僅限于5V和24V

2.2   機(jī)器人、自動裝配機(jī)、自動生產(chǎn)線。

2.3   電梯、紡織機(jī)械、縫制機(jī)械、包裝機(jī)械（定長）、印刷機(jī)械（同步）、木工機(jī)械、塑料機(jī)械（定數(shù)）、橡塑機(jī)械。

2.4   制圖儀、測角儀、療養(yǎng)器 雷達(dá)等。



3. 基本原理

3.1 構(gòu)造

編碼器主要是由碼盤(圓光柵、指示光柵)、機(jī)體、發(fā)光器件、感光器件等部件組成。

（1） 圓光柵是由涂膜在透明材料或刻畫在金屬材料上的成放射狀的明暗相間的條紋組成的。一個相鄰條紋間距稱為一個柵節(jié),光柵整周柵節(jié)數(shù)就是編碼器的脈沖數(shù)(分辨率)。（注:本公司碼盤有三種金屬、玻璃、菲林(類似塑料) 三種）。

（2） 指示光柵是一片固定不動的,但窗口條紋刻線同圓光柵條紋刻線完全相同的光柵片。

（3）機(jī)體是裝配圓光柵,指示光柵等部件的載體。

（4）發(fā)光器件一般是紅外發(fā)光管。

（5）感光器件是高頻光敏元件;一般有硅光電池和光敏三極管。

3.2 工作原理

由圓光柵和指示光柵組成一對掃描系統(tǒng),在掃描系統(tǒng)的一側(cè)投射一束紅外光,在掃描系統(tǒng)的另一側(cè)的感光器件就可以收到掃描光信號;當(dāng)圓光柵轉(zhuǎn)動時,感光器件接收到的掃描光信號會發(fā)生變化,感光器件可以把光信號轉(zhuǎn)變成電信號并輸出給控制系統(tǒng)或儀表。

    一般編碼器的輸出信號為兩列成90度相位差的Sin信號和Cos信號(這是由指示光柵的窗口條紋刻線保證的);這些信號的周期等于圓光柵轉(zhuǎn)過一個柵節(jié)(P)的移動時間,對Sin信號和Cos信號進(jìn)行放大及整形就可輸出方波脈沖信號。



4. 應(yīng)用舉例

   編碼器的應(yīng)用場合十分的廣泛，在此列舉幾個簡單事例：

   (1) 數(shù)控機(jī)床對加工工件自動檢測就是通過編碼器來進(jìn)行檢測的：數(shù)控機(jī)床刀架的對零校準(zhǔn)也是通過編碼器來實(shí)施的。

   (2) 編碼器在PLC上的應(yīng)用：一般PLC上都有高速信號輸入口，編碼器可以作為高速信號輸入元件，使PLC更加迅速和精準(zhǔn)地實(shí)施閉環(huán)控制。而在變頻器上其一般接變頻器的PG卡上。

   （3） 編碼器用在電梯上，用于測量電梯的升降速度和位置。



5. 產(chǎn)品介紹

5.1 產(chǎn)品分類：

（1） 絕對型：其輸出信號為計(jì)算機(jī)能直接識別的二進(jìn)碼，BCD碼或格雷碼。

（2） 增量型：其輸出信號為連續(xù)的方波脈沖，我公司增量型編碼器又分為以下幾種：

A. 主軸型：其特點(diǎn)為可制作30～3600 P / R的脈沖，規(guī)格齊全，適合多種場合。基本型號有ISC、ISL、ISCA、等系列

    B. 中空型：其特點(diǎn)為可制作30～3600 P / R的脈沖,采用彈簧板連接，安裝方便,適合于DC和AC馬達(dá)�；�本型號IHC、IHA等系列。

C. 手動型：其特點(diǎn)為可制作25～100 P / R的脈沖，手感均勻、靈活，體積更小，使用壽命更長�；�本型號有ISM等系列。

5.2 型號解說

（1） 型號的編排參照樣本。

（2） 信號輸出說明

B ——表示A、B兩信號輸出，信號相差90度。

BZ ——表示A、B兩信號輸出，信號相差90度+原點(diǎn)信號輸出。

（3） 信號輸出形式說明

E ——表示電壓輸出（4.5V～13.2V）。

C ——表示集電極開放輸出，有NPN型集電極開放輸出（4.5V～13.2V）、NPN型高電壓集電極開放輸出（10.8V～26.4V）、

C2------PNP型高電壓集電極開放輸出（10.8V～26.4）。

          F ——表示推拉（互補(bǔ)，推挽）輸出（10.8V～26.4V）。

          L ——表示長線驅(qū)動輸出（4.75V～5.25V）。

          T--------表示長線驅(qū)動輸出（10.8V～26.4V）。



6. 編碼器選型必須了解的五個參數(shù)

脈沖數(shù)（每轉(zhuǎn)輸出脈沖數(shù)P / R）；信號輸出形式（信號路數(shù)及信號輸出形式）；電源電壓（5～12V為低電壓，12～24為高電壓）；軸徑（mm）；外型尺寸（mm）。

（例：用戶要求訂購100脈沖、三路信號長線驅(qū)動器輸出、電壓5V、軸徑6mm、外形尺寸38mm的，則我們編碼器的型號為“CTX100ISCG3806BZ1—5L”。



7. 常見品牌常見型號對照表

品牌
CONTRINEX NEMICON
AUTONICS KOYO
ELTRA

實(shí)心4mm
ISCG3004
OSS
E30S4
  
  

實(shí)心6mm
ISCG3806
OVW2
E40S6
TRD-2E/2T
EH40/58A

實(shí)心8mm
ISCG5208
NOC-S（SP）
E50S8/ENB
TRD-J/N
EH50/58A

空心8mm
IHCG3808
HES
E40H8
TRD-S/2E/2TH
EL38G

空心30mm
IHAJ8030
SBH
E80H30
  
EH88P


光電編碼器安裝與使用

◇ 機(jī) 械 方 面
實(shí)心軸類 1．編碼器軸與用戶端輸出軸之間采用彈性軟連接，以避免因用戶軸的串動、跳動而造成編碼器軸系和碼盤的損壞。
2．安裝時請注意允許的軸負(fù)載。
3．應(yīng)保證編碼器軸與用戶輸出軸的不同軸度＜0.20mm，與軸線的偏角＜1.5°。
4．安裝時嚴(yán)禁敲擊和摔打碰撞，以免損壞軸系和碼盤。
空心軸類 1．要避免與編碼器剛性連接，應(yīng)采用板彈簧。 2．安裝時編碼器應(yīng)輕輕推入被套軸，嚴(yán)禁用錘敲擊，以免損壞軸系和碼盤。 3．長期使用時，請檢查板彈簧相對編碼器是否松動；因定編碼器的螺釘是否松動。  
◇ 電 氣 方 面
1．接地線應(yīng)盡量粗，一般應(yīng)大于φ3。
2．編碼器的輸出線彼此不要搭接，以免損壞輸出電路。
3．編碼器的信號線不要接到直流電源上或交流電流上，以免損壞輸出電路。
4．與編碼器相連的電機(jī)等設(shè)備，應(yīng)接地良好，不要有靜電。
5．配線時應(yīng)采用屏蔽電纜。
6．開機(jī)前，應(yīng)仔細(xì)檢查，產(chǎn)品說明書與編碼器型號是否相符，接線是否正確。
7．長距離傳輸時，應(yīng)考慮信號衰減因素，選用輸出阻抗低，抗干擾能力強(qiáng)的輸出方式。
8．避免在強(qiáng)電磁波環(huán)境中使用。


有關(guān)磁性編碼器知識

1，旋轉(zhuǎn)型編碼器：可用于檢測物體的旋轉(zhuǎn)速率，速度，加速度和位置
旋轉(zhuǎn)編碼器可用于機(jī)械制造成。生產(chǎn)流水線，物流控制和包裝工業(yè)

A． 增量型編碼器：通過軸的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生一系列的脈沖信號。運(yùn)動速度由一定時間內(nèi)所產(chǎn)生的脈沖信號決定。脈沖信號輸出可與計(jì)數(shù)器或PLC的輸入模塊相連，起到測量的目的。

特性：分辨率：1-5000ppr；最大響應(yīng)頻率：12000rpm；外殼形狀：軸型和軸套型；電氣輸出：推挽、TTL、RS422
提供有Ex防爆型和NAMUR-本安型

B． 絕對型編碼器：每個位置變化都產(chǎn)生一個固定的代碼。絕對型旋轉(zhuǎn)編碼器具有斷電記憶功能，即斷電后當(dāng)前位置被記下來，無需在復(fù)電工作時重新尋找參考位

特性：分辨率：單轉(zhuǎn)：13位。多轉(zhuǎn)：25位；電氣輸出：并行輸出和串行輸出
串行輸出接口：AS-Intetface,Profibus,SSI,Interbus,CAN,DeviceNet；提供有防爆型和本安型

2，視頻、光電、旋轉(zhuǎn)型、NOC-S系列、P+F、編碼器等，好多種

什么是光電編碼器 　

一、光電編碼器簡介


光電編碼器是一種集光、機(jī)、電為一體的數(shù)字檢測裝置，它是一種通過光電轉(zhuǎn)換，將輸至軸上的機(jī)械、幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器，它主要用于速度或位置（角度）的檢測。具有精度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定可靠等顯著的優(yōu)點(diǎn)。按結(jié)構(gòu)形式可分為直線式編碼器和旋轉(zhuǎn)式編碼器兩種類型。

旋轉(zhuǎn)編碼器主要由光柵、光源、檢讀器、信號轉(zhuǎn)換電路、機(jī)械傳動等部分組成。光柵面上刻有節(jié)距相等的輻射狀透光縫隙，相鄰兩個透光縫隙之間代表一個增量周期；分別用兩個光柵面感光。由于兩個光柵面具有90°的相位差，因此將該輸出輸入數(shù)字加減計(jì)算器，就能以分度值來表示角度。它們的節(jié)距從光電編碼器的輸出信號種類來劃分，可分為增量式和絕對值式兩大類。

旋轉(zhuǎn)增量式編碼器轉(zhuǎn)動時輸出脈沖，通過計(jì)數(shù)設(shè)備來知道其位置，當(dāng)編碼器不動或停電時，依靠計(jì)數(shù)設(shè)備的內(nèi)部記憶來記住位置。這樣，當(dāng)停電后，編碼器不能有任何的移動；當(dāng)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(jì)數(shù)設(shè)備記憶的零點(diǎn)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(chǎn)結(jié)果出現(xiàn)后才能知道。

絕對編碼器光碼盤上有許多道刻線，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(jìn)制編碼(格雷碼)，這就稱為位絕對編碼器。這樣的編碼器是由碼盤的機(jī)械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。絕對編碼器由機(jī)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(diǎn)，而且不用一直計(jì)數(shù)，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(shù)據(jù)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(yōu)于增量式編碼器，已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于工業(yè)控制定位中。

編碼器信號輸出有并行輸出、串行輸出、總線型輸出、變送一體型輸出等輸出形式。串行輸出是時間上數(shù)據(jù)按照約定，有先后輸出；空間上，所有位數(shù)的數(shù)據(jù)都在一組電纜上(先后)發(fā)出。這種約定稱為“通訊協(xié)議”，其連接的物理形式有RS232、RS422(TTL)、RS485等。串行輸出連接線少，傳輸距離遠(yuǎn)，可靠性就大大提高了，但傳輸速度比并行輸出慢。對于絕對編碼器，信號并行輸出是時間上數(shù)據(jù)同時發(fā)出：空間上，每個位數(shù)的數(shù)據(jù)各占用一根線纜。對于位數(shù)不高的絕對編碼器，一般就直接以此形式輸出數(shù)碼，可直接進(jìn)入PLC或上位機(jī)的I／O接口。這種方式輸出即時，連接簡單。但是，對于位數(shù)較多的絕對編碼器，有許多芯電纜，由此帶來工程難度和諸多不便、降低了可靠性。因此，在絕對編碼器多位數(shù)輸出一般不采用并行輸出型，而是選用串行輸出或總線型輸出。

二、光電編碼器的分類

按測量方式的分類：

•          旋轉(zhuǎn)編碼器

•          直尺編碼器

按編碼方式的分類：

•          絕對式編碼器

•          增量式編碼器

•          混合式編碼器


三、光電編碼器的應(yīng)用

近十幾年來，光電編碼器發(fā)展為一種成熟的多規(guī)格、高性能的系列工業(yè)化產(chǎn)品，在數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、雷達(dá)、光電經(jīng)緯儀、地面指揮儀、高精度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。  

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