编码器知识综述

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编码器知识综述
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一.旋转编码器常见问答
1、编码器在原点反转的时候怎样取点?比如想反转100个点时,这个数据在编程软件里怎么设置,读出的数据是8000000100,怎么理解这个数据!
    说明: 8就是符号位啊。
    2、TONGHOW编码器脉冲数据最远能传多远?
    说明: 理论上可以到100米。看怎么排线了。
    3、工程要求编码器正反转时都要有脉冲输出功能,选了贵公司的TONGHOW编码器,不知道能否满足要求?
    说明: 看你的设备怎么要求了。编码器只要转动就有脉冲输出。
    4、绝对值编码器与PLC如何连接?
    说明: 绝对值编码器的输出方式总的来说分为两类:一类是串行输出,可以与PLC通讯口连接;另一类是普通的编码输出,一般为格雷码,与PLC连接时要注意其脉冲输出频率与PLC输入口分辨率之间的关系,以免丢掉信号
    5、编码器出现了丢脉冲的现象原因?
    说明: 第一,也是主要的原因是脉冲接受方的问题,如因脉冲频率过高而发生的丢失等;另一个原因是编码器本身的原因,主要是机械用环境温度过高,引起的编码器工作不正常。
    6、编码器是根据那些条件来选择型号的(如:接触器根据控制电压,负载功率,电流大小来选择),那编码器是根据那些要求来选择?
    说明:先确定编码器的类型,是绝对值型还是增量型(用途不同);再确认分辨率;然后选择信号输出方式,有NPN输出,电压输出,线驱动输出,互不输出等;还要选择最高转速、外形、安装方式、使用环境温度、防护等级等。
    7、请问连接电缆因远程提取信号应注意哪些问题,还有贵公司卖该种电缆吗?
    说明:编码器自带的电缆长度一般为0.5-3M,集电极开路输出方式的电缆长度不能超过10M,线驱动输出可达200M,编码器的信号线不能与动力线等有强干扰的线并行排列,而且必须用屏蔽线。
二.旋转编码器
    旋转编码器是用来测量转速的装置。它分为单路输出和双路输出两种。技术参数主要有每转脉冲数(几十个到几千个都有),和供电电压等。单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲,而双路输出的旋转编码器输出两组相位差90度的脉冲,通过这两组脉冲不仅可以测量转速,还可以判断旋转的方向。
      编码器如以信号原理来分 水田打浆机
      增量脉冲编码器:SPC
      绝对脉冲编码器:APC
      两者一般都应用于速度控制或位置控制系统的检测元件.
      增量型编码器与绝对型编码器的区分
      工作原理:
      由一个中心有轴的光电码盘,其上有环形通、暗的刻线,有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差(相对于一个周波为360度),将C、D信号反向,叠加在A、B两相上,可增强稳定信号;另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。
      由于A、B两相相差90度,可通过比较A相在前还是B相在前,以判别编码器的正转与反转,通过零位脉冲,可获得编码器的零位参考位。
      编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料,玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线,其热稳定性好,精度高,金属码盘直接以通和不通刻线,不易碎,但由于金属有一定的厚度,精度就有限制,其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级,塑料码盘是经济型的,其成本低,但精度、热稳定性、寿命均要差一些。
      分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率,也称解析分度、或直接称多少线,一般在每转分度5~10000线。
      信号输出:
      信号输出有正弦波(电流或电压),方波(TTL、HTL),集电极开路(PNP、NPN),推拉式多种形式,其中TTL为长线差分驱动(对称A,A-;B,B-;Z,Z-),HTL也称推拉式、推挽式输出,编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。
全自动探针台      信号连接—编码器的脉冲信号一般连接计数器、PLC、计算机,PLC和计算机连接的模块有低速模块与高速模块之分,开关频率有低有高。
      如单相联接,用于单方向计数,单方向测速。
      A.B两相联接,用于正反向计数、判断正反向和测速。
      A、B、Z三相联接,用于带参考位修正的位置测量。
      A、A-,B、B-,Z、Z-连接,由于带有对称负信号的连接,电流对于电缆贡献的电磁场为0,衰减最小,抗干扰最佳,可传输较远的距离。
      对于TTL的带有对称负信号输出的编码器,信号传输距离可达150米。
      旋转编码器由精密器件构成,故当受到较大的冲击时,可能会损坏内部功能,使用上应充分注意。
      注意的事项是:
      (1)安装
      安装时不要给轴施加直接的冲击。
      编码器轴与机器的连接,应使用柔性连接器。在轴上装连接器时,不要硬压入。即使使用连接器,因安装不良,也有可能给轴加上比允许负荷还大的负荷,或造成拨芯现象,因此,要特别注意。
      轴承寿命与使用条件有关,受轴承荷重的影响特别大。如轴承负荷比规定荷重小,可大大延长轴承寿命。
      不要将旋转编码器进行拆解,这样做将有损防油和防滴性能。防滴型产品不宜长期浸在水、油中,表面有水、油时应擦拭干净。
     
      (2)振动
      加在旋转编码器上的振动,往往会成为误脉冲发生的原因。因此,应对设置场所、安装场所加以注意。每转发生的脉冲数越多,旋转槽圆盘的槽孔间隔越窄,越易受到振动的影响。在低速旋转或停止时,加在轴或本体上的振动使旋转槽圆盘抖动,可能会发生误脉冲。
      (3)关于配线和连接
      误配线,可能会损坏内部回路,故在配线时应充分注意:
      ① 配线应在电源OFF状态下进行,电源接通时,若输出线接触电源,则有时会损坏输出回路。
      ② 若配线错误,则有时会损坏内部回路,所以配线时应充分注意电源的极性等。
      3 若和高压线、动力线并行配线,则有时会受到感应造成误动作成损坏,所以要分离开另行配线。
      ④ 延长电线时,应在10m以下。并且由于电线的分布容量,波形的上升、下降时间会较长,有问题时,采用施密特回路等对波形进行整形。
      ⑤ 为了避免感应噪声等,要尽量用最短距离配线。向集成电路输入时,特别需要注意。 能量传送器
      6 电线延长时,因导体电阻及线间电容的影响,波形的上升、下降时间加长,容易产生信号间的干扰(串音),因此应用电阻小、线间电容低的电线(双绞线、屏蔽线)。
      对于HTL的带有对称负信号输出的编码器,信号传输距离可达300米
三.编码器的精度与分辨率
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过氧化锰    “精度”是用来描述物理量的准确程度,其反应的是测量值与真实值之间的误差,而“分辨率”是用来描述刻度划分的,其反应的是数值读取过程中所能读取的最小变化值。简比喻:一把常见的量程为10厘米的刻度尺,上面有100个刻度,最小能读出1毫米的有效值。那么我们就说这把尺子的分辨率是1毫米,他只能1、2、3、4……100这样读值;而它的实际精度就不得而知了,因为用这把尺读出来的2毫米,我们并不知道他与真实绝对的2毫米之间的误差值。而当我们用火来烤一下它,并且把它拉长一段,然后再考察一下它。我们不难发现,它还有100个刻度,因而它的“分辨率”还是1毫米,跟原来一样!然而,它的精度显然已经改变了。
    对于编码器来说,“分辨率”除了与刻线数有关外,还会因电气信号方面的影响而改变,它是可调的,可控的,它可以随着对信号的细分而改变,细分倍数越高,分辨率越小,但是细分倍数越高,引入加大的误差就越大。而精度,更多的偏向于机械方面,一个产品生产出来后,他的精度基本已经固定(有些高精度的产品可以对信号进行补偿等来提高精度),这个数值是通过检测出来的,它与产品的做工,材料等综合性能息息相关,我们难以通过计算来得出一个具体的数值作为精度的依据,大多只能在使用的过程当中判断出精度的好坏来。
松梢斑螟    例如,对于13bit的,其码盘上的绝对位置数为:8192,则:计算出的分辨率为158角秒,也就是说,在读取数值的时候,要求数值间的跳动是158角秒,如果要读取的第一个数值是0,则第二个读取的数值要大于158,若要小于158,则我们需要选取更小的分辨率。当要读取158这个数值的时候,由于误差的存在,并不可能得到绝对的158秒,编码器所读取出来的158秒与绝对真实158秒之间的误差,就取决于精度了。所以说,精度,是在分辨率的基础上来谈的。
    而并非越细分得到小的分辨率就越好,因为细分会引入误差和扩大误差,过度的细分将无法保证精度!需要多少倍的细分,能做到多少倍的细分,前提必须是在保证精度的基础上进行的,因为精度在使用前的不可见性而高倍细分是不负责任的。码盘质量越高,刻线越好,信号质量信号越好,细分后产生的误差就越小,这受到一台编码器综合性能的影响,这也就是为什么会在相同的参数下,会有不同品牌,不同价位编码器的一个原因。
    例如,我们要读取的数值为1、2、4、7、8,我至少要选择1个单位的分辨率,选择2个单位的分辨率是显然不行的,因为我们读出了1这个数值,则2是读不出来的,在选择1个单位分辨率的基础上,我们读出来的1与真实绝对的1的误差就是精度。机床上的数控系统对于直光栅是有分辨率的设定的,需要读取的数值间隔小于分辨率,机床就有可能会抖动或出错等。
    对于绝对式带增量信号编码器,能够精确的保持串行传输的绝对位置值与增量值同步,绝对值确切的对应一个增量信号,位置值一定在一个增量信号的正弦周期之内。如13位绝对式,带512线的增量信号,绝对位置间隔158秒,若要读取两个码盘位置中间的一个位置是不合适的,但是,我们可以通过对其所带的1Vpp增量信号进行细分,如细分100倍,则相当于在两个绝对位置之间又引入了几个细分后的位置,我们可以在绝对位置值的基础上,通过计算细分后的增量脉冲数而读取两个绝对位置之间的一个位置值,如:512线细分100倍,绝对位置1数值是0,绝对位置2数值是158,则读取这两个位置间的位置可以在位置1:数值0的基础上多出一个脉冲则是25,两个则是25x2=50……但是,带增量信号的绝对式编码器本身是不带细分的,这就要求用户能自行的对增量信号进行细分处理。

本文发布于:2023-07-31 02:30:01,感谢您对本站的认可!

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标签:编码器   信号   输出   脉冲   分辨率
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