[post]編碼器的特點(diǎn)及用途
編碼器是通過(guò)把機(jī)械角度物理量的變化轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的一種裝置；在傳感器的分類(lèi)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(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)物體的角位移量，角速度，角加速度，通過(guò)編碼器把這些物理量轉(zhuǎn)變成電信號(hào)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(lái)控制驅(qū)動(dòng)裝置。
2. 編碼器的主要應(yīng)用場(chǎng)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(chǎng)合可分為
absolute type encoder
絕對(duì)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(shí)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(hào)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(pán)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(cè)試編碼器
最常用的有兩種：絕對(duì)值編碼器和增量式編碼器。
信號(hào)輸出有正弦波（電流或電壓）,方波（TTL、HTL）,集電極開(kāi)路（PNP、NPN）,推拉式多種形式，其中TTL為長(zhǎng)線差分驅(qū)動(dòng)（對(duì)稱(chēng)A,A-;B,B-;Z,Z-）,HTL也稱(chēng)推拉式、推挽式輸出，編碼器的信號(hào)接收設(shè)備接口應(yīng)與編碼器對(duì)應(yīng)。
傳感器電源電壓一般分為：5V和24V。
信號(hào)類(lèi)型：
1、A/B/Z型
2、RS422差分
3、SSI（格雷碼）
信號(hào)有正弦波的，有方波的。
信號(hào)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(dòng)裝配機(jī)、自動(dòng)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(zhǎng)）、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(cè)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(pán)(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(huà)在金屬材料上的成放射狀的明暗相間的條紋組成的。一個(gè)相鄰條紋間距稱(chēng)為一個(gè)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(pán)有三種金屬、玻璃、菲林(類(lèi)似塑料) 三種）。
（2） 指示光柵是一片固定不動(dòng)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(duì)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(hào);當(dāng)圓光柵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),感光器件接收到的掃描光信號(hào)會(huì)發(fā)生變化,感光器件可以把光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)并輸出給控制系統(tǒng)或儀表。
一般編碼器的輸出信號(hào)為兩列成90度相位差的Sin信號(hào)和Cos信號(hào)(這是由指示光柵的窗口條紋刻線保證的);這些信號(hào)的周期等于圓光柵轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)柵節(jié)(P)的移動(dòng)時(shí)間,對(duì)Sin信號(hào)和Cos信號(hào)進(jìn)行放大及整形就可輸出方波脈沖信號(hào)。
4. 應(yīng)用舉例
編碼器的應(yīng)用場(chǎng)合十分的廣泛，在此列舉幾個(gè)簡(jiǎn)單事例：
(1) 數(shù)控機(jī)床對(duì)加工工件自動(dòng)檢測(cè)就是通過(guò)編碼器來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的：數(shù)控機(jī)床刀架的對(duì)零校準(zhǔn)也是通過(guò)編碼器來(lái)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(hào)輸入口，編碼器可以作為高速信號(hào)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(cè)量電梯的升降速度和位置。
5. 產(chǎn)品介紹
5.1 產(chǎn)品分類(lèi)：
（1） 絕對(duì)型：其輸出信號(hào)為計(jì)算機(jī)能直接識(shí)別的二進(jìn)碼，BCD碼或格雷碼。
（2） 增量型：其輸出信號(hào)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(chǎng)合。基本型號(hào)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)。基本型號(hào)IHC、IHA等系列。
C. 手動(dòng)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(zhǎng)。基本型號(hào)有ISM等系列。
5.2 型號(hào)解說(shuō)
（1） 型號(hào)的編排參照樣本。
（2） 信號(hào)輸出說(shuō)明
B ——表示A、B兩信號(hào)輸出，信號(hào)相差90度。
BZ ——表示A、B兩信號(hào)輸出，信號(hào)相差90度+原點(diǎn)信號(hào)輸出。
（3） 信號(hào)輸出形式說(shuō)明
E ——表示電壓輸出（4.5V～13.2V）。
C ——表示集電極開(kāi)放輸出，有NPN型集電極開(kāi)放輸出（4.5V～13.2V）、NPN型高電壓集電極開(kāi)放輸出（10.8V～26.4V）、
C2------PNP型高電壓集電極開(kāi)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(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)輸出（4.75V～5.25V）。
T--------表示長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)輸出（10.8V～26.4V）。
6. 編碼器選型必須了解的五個(gè)參數(shù)
脈沖數(shù)（每轉(zhuǎn)輸出脈沖數(shù)P / R）；信號(hào)輸出形式（信號(hào)路數(shù)及信號(hào)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(gòu)100脈沖、三路信號(hào)長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器輸出、電壓5V、軸徑6mm、外形尺寸38mm的，則我們編碼器的型號(hào)為“CTX100ISCG3806BZ1—5L”。
7. 常見(jiàn)品牌常見(jiàn)型號(hào)對(duì)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(lèi) 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(dòng)、跳動(dòng)而造成編碼器軸系和碼盤(pán)的損壞。
2．安裝時(shí)請(qǐng)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(shí)嚴(yán)禁敲擊和摔打碰撞，以免損壞軸系和碼盤(pán)。
空心軸類(lèi) 1．要避免與編碼器剛性連接，應(yīng)采用板彈簧。 2．安裝時(shí)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(pán)。 3．長(zhǎng)期使用時(shí)，請(qǐng)檢查板彈簧相對(duì)編碼器是否松動(dòng)；因定編碼器的螺釘是否松動(dòng)。
◇ 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(hào)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(shí)應(yīng)采用屏蔽電纜。
6．開(kāi)機(jī)前，應(yīng)仔細(xì)檢查，產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)與編碼器型號(hào)是否相符，接線是否正確。
7．長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，應(yīng)考慮信號(hào)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(shí)
1，旋轉(zhuǎn)型編碼器：可用于檢測(cè)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(guò)軸的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生一系列的脈沖信號(hào)。運(yùn)動(dòng)速度由一定時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)決定。脈沖信號(hào)輸出可與計(jì)數(shù)器或PLC的輸入模塊相連，起到測(cè)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(duì)型編碼器：每個(gè)位置變化都產(chǎn)生一個(gè)固定的代碼。絕對(duì)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(lái)，無(wú)需在復(fù)電工作時(shí)重新尋找參考位
特性：分辨率：?jiǎn)无D(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(jiǎn)介
光電編碼器是一種集光、機(jī)、電為一體的數(shù)字檢測(cè)裝置，它是一種通過(guò)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(cè)。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(lèi)型。
旋轉(zhuǎn)編碼器主要由光柵、光源、檢讀器、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、機(jī)械傳動(dòng)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(gè)透光縫隙之間代表一個(gè)增量周期；分別用兩個(gè)光柵面感光。由于兩個(gè)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(lái)表示角度。它們的節(jié)距從光電編碼器的輸出信號(hào)種類(lèi)來(lái)劃分，可分為增量式和絕對(duì)值式兩大類(lèi)。
旋轉(zhuǎn)增量式編碼器轉(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，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。
絕對(duì)編碼器光碼盤(pán)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(gè)位置，通過(guò)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(chēng)為位絕對(duì)編碼器。這樣的編碼器是由碼盤(pán)的機(jī)械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。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)用于工業(yè)控制定位中。
編碼器信號(hào)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(shí)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(chēng)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(duì)于絕對(duì)編碼器，信號(hào)并行輸出是時(shí)間上數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)出：空間上，每個(gè)位數(shù)的數(shù)據(jù)各占用一根線纜。對(duì)于位數(shù)不高的絕對(duì)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(shí)，連接簡(jiǎn)單。但是，對(duì)于位數(shù)較多的絕對(duì)編碼器，有許多芯電纜，由此帶來(lái)工程難度和諸多不便、降低了可靠性。因此，在絕對(duì)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(lèi)
按測(cè)量方式的分類(lèi)：
• 旋轉(zhuǎn)編碼器
• 直尺編碼器
按編碼方式的分類(lèi)：
• 絕對(duì)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(lái)，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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