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[技术] 编码器的基本概念

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发表于 2017-6-10 11:48:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
问:旋转编码器只有增量型和绝对值型两种吗?这两种旋转编码器如何区分?工作原理有何不同?各有什么特点?
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答:只有增量型和绝对型。增量型只是测角位移(间接为角速度)增量,以前一时刻为基点.而绝对型测从开始工作后角位移量。增量型测小角度准,大角度有累积误差。绝对型测小角度相对不准,但大角度无累积误差(此段没用)假设串行绝对值编码器,输出数据可以用标准的接口和标准化的协议传送,同时在过去点对点的连接实现了串行数据传送:今天现场总线系统的使用正不断增加。
1 Y6 j$ ^7 c, t  l4 l5 f# x
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增量型旋转编码器,轴的每圈转动,增量型编码器提供一定数量的脉冲。周期性的测量或者单位时间内的脉冲计数可以用来测量移动的速度。如果在一个参考点后面脉冲数被累加,计算值就代表了转动角度或行程的参数。
3 z# d1 \7 Q) q& N
: i: U, I5 _* |4 c$ i/ g7 C4 Z这段是旋转型编码器的原理,什么事情都得搞清楚原理吧,完全弄清楚到没必要,但至少得知道旋转编码器这种传感器的工作方式!!, O0 u9 \) e/ g1 z/ ?www.zghifi.com zghifi.com

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一、旋转编码器的原理和特点:
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旋转编码器是集光机电技术于一体的速度位移传感器。当旋转编码器轴带动光栅盘旋转时,经发光元件发出的光被光栅盘狭缝切割成断续光线,并被接收元件接收产生初始信号。该信号经后继电路处理后,输出脉冲或代码信号。' a; i$ H4 y  O% n5 ~www.zghifi.com zghifi.com

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其特点是体积小,重量轻,品种多,功能全,频响高,分辨能力高,力矩小,耗能低,性能稳定,可靠使用寿命长等特点。) |4 i& y! j% b0 e/ K/ r0 nwww.zghifi.com zghifi.com


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: q% f7 ~9 O' I8 e1、增量式编码器(自己编程通过对脉冲计数来算出滚轴的当前速度)& V# G0 E* [0 q6 S! t( lwww.zghifi.com zghifi.com

7 p3 j: z2 h+ K+ \! x8 Z8 Rwww.zghifi.com zghifi.com

增量式编码器轴旋转时,有相应的相位输出。其旋转方向的判别和脉冲数量的增减,需借助后部的判向电路和计数器来实现。其计数起点可任意设定,并可实现多圈的无限累加和测量。还可以把每转发出一个脉冲的Z 信号,作为
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参考机械零位。当脉冲已固定,而需要提高分辨率时,可利用带90 度相位差A,B 的两路信号,对原脉冲数进行倍频。, A& W- n- U3 H: Y8 n0 I# Kwww.zghifi.com zghifi.com

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 楼主| 发表于 2017-6-10 11:48:45 | 显示全部楼层
  2、绝对值编码器# N. S- ?! R, M0 Bwww.zghifi.com zghifi.com


# u9 _$ W1 D8 r  绝对值编码器轴旋转器时,有与位置一一对应的代码(二进制,BCD码等)输出,从代码大小的变更即可判别正反方向和位移所处的位置,而无需判向电路。它有一个绝对零位代码,当停电或关机后再开机重新测量时,仍可准确地读出停电或关机位置地代码,并准确地找到零位代码。一般情况下绝对值编码器的测量范围为0~360度,但特殊型号也可实现多圈测量。
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  3、正弦波编码器(没用)
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  正弦波编码器也属于增量式编码器,主要的区别在于输出信号是正弦波模拟量信号,而不是数字量信号。它的出现主要是为了满足电气领域的需要-用作电动机的反馈检测元件。在与其它系统相比的基础上,人们需要提高动态特性时可以采用这种编码器。+ S5 o: b+ i  Y! o2 p8 ^$ }www.zghifi.com zghifi.com

* _$ }- }9 T& X  h9 q( Y% R) pwww.zghifi.com zghifi.com

  为了保证良好的电机控制性能,编码器的反馈信号必须能够提供大量的脉冲,尤其是在转速很低的时候,采用传统的增量式编码器产生大量的脉冲,从许多方面来看都有问题,当电机高速旋转(6000rpm)时,传输和处理数字信9 h, `. |- G6 j; W& uwww.zghifi.com zghifi.com

4 O, a' Z2 L8 E$ t, Fwww.zghifi.com zghifi.com

  号是困难的。在这种情况下,处理给伺服电机的信号所需带宽(例如编码器每转脉冲为10000)将很容易地超过MHz门限;而另一方面采用模拟信号大大减少了上述麻烦,并有能力模拟编码器的大量脉冲。这要感谢正弦和余弦信号的内插法(怎么回事?),它为旋转角度提供了计算方法。- V+ }1 Y& M& l: n# uwww.zghifi.com zghifi.com

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  这种方法可以获得基本正弦的高倍增加,例如可从每转1024个正弦波编码器中,获得每转超过1000,000个脉冲。接受此信号所需的带宽只要稍许大于100KHz即已足够。内插倍频需由二次系统完成。$ k, ?) ~$ ], w" o" k) ^2 Vwww.zghifi.com zghifi.com


4 U9 B3 ?- V% q4 a1 m+ [  K  s+ y  二、输出信号
4 D& K6 v( p8 U0 J" {0 o1 k+ m) p8 C' Z# U# e2 Mwww.zghifi.com zghifi.com

  1、信号序列0 Q; x- k0 B6 ^www.zghifi.com zghifi.com

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  一般编码器输出信号除A、B两相(A、B两通道的信号序列相位差为90度)外,每转一圈还输出一个零位脉冲Z。。当主轴以顺时针方向旋转时,按下图输出脉冲,A通道信号位于B通道之前;当主轴逆时针旋转时,A通道信号则8 c! z( O9 V5 K& `2 Ewww.zghifi.com zghifi.com


/ K' K+ o4 @, O/ e- g6 |  位于B通道之后。从而由此判断主轴是正转还是反转。
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5 r* y' i/ N8 U/ ?2 h7 p  注:可以分出A与B谁先谁后,因为相序相差90度。如果相序相差180度的话,就无法分出了,因为A与B的脉冲波想刚好相反且对称。6 j' p( V9 k5 T: x7 awww.zghifi.com zghifi.com


- J! Y( y9 ^" \+ C- H- v4 W  正弦输出编码器输出的差分信号如下图所示:(没用,项目里只有绝对值编码器和增量编码器)9 h8 L5 O8 a/ b% Y: Ywww.zghifi.com zghifi.com


. r& a9 y# \5 v! S4 D- G+ l  上图中,+A与-A相序相反,+A与+B相序相差90度
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# w5 j  c5 ]% L2 ]  2、零位信号3 K3 c- n) n: m7 p. b8 {) hwww.zghifi.com zghifi.com


$ w3 ]9 r4 b! m' }+ w: S- r( y4 O5 s, B  编码器每旋转一周发一个脉冲,称之为零位脉冲或标识脉冲,零位脉冲用于决定零位置或标识位置。要准确测量零位脉冲,不论旋转方向,零位脉冲均被作为两个通道的高位组合输出。由于通道之间的相位差的存在,零位脉冲仅为脉冲长度的一半。  J2 ]( H8 s9 [7 d1 vwww.zghifi.com zghifi.com

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  3、预警信号
; `7 `9 m2 a  K2 h% {
" j& X! T& X* F  |  有的编码器还有报警信号输出,可以对电源故障,发光二极管故障进行报警,以便用户及时更换编码器。
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  三、输出电路(基极,集电极,发射极)& {7 k, L9 l$ h. ?& ?5 Swww.zghifi.com zghifi.com

% K2 @3 f4 S( N( \. O+ {7 C: C7 Dwww.zghifi.com zghifi.com

  1、NPN电压输出和NPN集电极开路输出线路% P! [& G* G2 C- _www.zghifi.com zghifi.com

3 \. g( U" B+ cwww.zghifi.com zghifi.com

  此线路仅有一个NPN型晶体管和一个上拉电阻组成,因此当晶体管处于静态时,输出电压是电源电压,它在电路上类似于TTL逻辑,因而可以与之兼容。在有输出时,晶体管饱和,输出转为0VDC的低电平,反之由零跳向正电压。
/ x: G- _5 I1 O4 I1 s  {' b- o
6 c) d$ w; ~1 \7 X- i" f, z/ _  随着电缆长度、传递的脉冲频率、及负载的增加,这种线路形式所受的影响随之增加。因此要达到理想的使用效果,应该对这些影响加以考虑。集电极开路的线路取消了上拉电阻。这种方式晶体管的集电极与编码器电源的反馈线是
9 ?/ Q5 O8 N; B1 s+ H4 ?5 l0 u. H- m
% g" @; E- d1 j1 P& o  互不相干的,因而可以获得与编码器电压不同的电流输出信号。, P4 a; J3 g3 I# swww.zghifi.com zghifi.com

- K- @* [6 n. B: z/ q$ Y! I3 V% Z* N% _www.zghifi.com zghifi.com

  2、PNP和PNP集电极开路线路
! Q7 j: c5 G2 V7 e; R. @: s8 `( B  m( V1 _8 r( Swww.zghifi.com zghifi.com

  该线路与NPN线路是相同,主要的差别是晶体管,它是PNP型,其发射极强制接到正电压,如果有电阻的话,电阻是下拉型的,连接到输出与零伏之间。
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3 j1 T9 y- W  G* ^( s' W  3、推挽式线路(推拉输出即推挽式输出); z1 h" S1 M+ pwww.zghifi.com zghifi.com


- o8 p5 Y3 k  V! G; Z) O  R  这种线路用于提高线路的性能,使之高于前述各种线路。事实上,NPN电压输出线路的主要局限性是因为它们使用了电阻,在晶体管关闭时表现出比晶体管高得多的阻抗,为克服些这缺点,在推挽式线路中额外接入了另一个晶体管,这样无论是正方向还是零方向变换,输出都是低阻抗。推挽式线路提高了频率与特性,有利于更长的线路数据传输,即使是高速率时也是如此。信号饱和的电平仍然保持较低,但与上述的逻辑相比,有时较高。任何情况下推挽式线路也都可应用于NPN或PNP线路的接收器。
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6 L7 y. Z, B6 X2 Z+ {' z  4、长线驱动器线路3 l+ m$ L. o4 v/ p& hwww.zghifi.com zghifi.com


! c; @. p: W2 H7 C( f; v$ @8 `6 f  当运行环境需要随电气干扰或编码器与接收系统之间存在很长的距离时,可采用长线驱动器线路。数据的发送和接收在两个互补的通道中进行,所以干扰受到抑制(干扰是由电缆或相邻设备引起的)。这种干扰可看成“共模干扰”。此外,总线驱动器的发送和接收都是以差动方式进行的,或者说互补的发送通道上是电压的差。因此对共模干扰它不是第三者,这种传送方式在采用DC5V系统时可认为与RS422兼容;在特殊芯片时,电源可达DC24V,可以在恶劣的条件(电缆长,干扰强烈等)下使用。
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  5、差动线路7 k% a" s( _) I1 k& ?www.zghifi.com zghifi.com


7 w* M& f2 _0 l. G; s4 y  差动线路用在具有正弦长线驱动器的模拟编码器中,这时,要求信号的传送不受干扰。像长线驱动器线路那样,对于数字信号产生两个相位相差180度的信号。这种线路特意设置了120欧姆的特有线路阻抗,它与接收器的输入电
, |" t3 O: {" P: M2 E4 h: ~- J6 dwww.zghifi.com zghifi.com

  阻相平衡,而接收器必须有相等的负载阻抗。通常,在互补信号之间并联连,120欧姆的终端电阻就达到了这种目的。
: K. ~- x* g. E; h% z9 R7 k/ m
- W1 J7 U! n% J3 o) M, V  四、常用术语1 ^; ?: F  F8 f8 e6 e. Iwww.zghifi.com zghifi.com


- E5 J; L6 I2 {  E/ l- b) e  ■输出脉冲数/转* N& l4 D1 N* H2 y9 ?2 X5 Zwww.zghifi.com zghifi.com

! W" H0 x8 B9 A2 R% c9 Mwww.zghifi.com zghifi.com

  旋转编码器转一圈所输出的脉冲数,对于光学式旋转编码器,通常与旋转编码器内部的光栅的槽数相同(也可在电路上使输出脉冲数增加到槽数的2倍4倍)。2 W7 G5 ]$ E+ ~9 P9 P$ rwww.zghifi.com zghifi.com


. i2 D" M- ?- W8 W$ x( X  ■分辨率6 q* k. z9 X5 c: h8 K( ~, ewww.zghifi.com zghifi.com

, u. |( ]/ ~" B0 }www.zghifi.com zghifi.com

  分辨率表示旋转编码器的主轴旋转一周,读出位置数据的最大等分数。绝对值型不以脉冲形式输出,而以代码形式表示当前主轴位置(角度)。与增量型不同,相当于增量型的“输出脉冲/转”。
2 h& H/ p8 P- R; Y& O4 m8 Z# I) c8 uwww.zghifi.com zghifi.com

  ■光栅
; u0 W9 m$ y5 u
) h$ x- w6 b) l8 n; w# \, M$ i  光学式旋转编码器,其光栅有金属和玻璃两种。如是金属制的,开有通光孔槽;如是玻璃制的,是在玻璃表面涂了一层遮光膜,在此上面没有透明线条(槽)。槽数少的场合,可在金属圆盘上用冲床加工或腐蚀法开槽。在耐冲击
1 @6 J9 s+ b1 H& n! V* M0 m+ Z
5 p2 f% l8 {" s& Z9 T: }; r+ S  型编码器上使用了金属的光栅,它与金属制的光栅相比不耐冲击,因此在使用上请注意,不要将冲击直接施加于编码器上。
2 R, }: x; C; d& Q( S5 W
$ D2 p& b) g% a  ■最大响应频率
# q  l( T  s7 E! A: \; Y1 a+ ^3 j, [; j6 \9 U% X$ Wwww.zghifi.com zghifi.com

  是在1秒内能响应的最大脉冲数
, Z! I7 j- o& I% w
% ?4 ]# _2 e) g- b5 y( G  (例:最大响应频率为2KHz,即1秒内可响应2000个脉冲)# ?! C& K7 B5 q5 t) e# Hwww.zghifi.com zghifi.com

2 r5 G; }& H% ]( swww.zghifi.com zghifi.com

  公式如下
3 L5 ^- {- {' b9 }2 N
1 `2 V( b* m) o  最大响应转速(rpm)/60×(脉冲数/转)=输出频率Hz5 \% m% b& X; N2 m5 X, wwww.zghifi.com zghifi.com


, d0 O& h8 \. y* f  ■最大响应转速# t5 F3 c$ U0 W2 t4 g: Awww.zghifi.com zghifi.com

8 ~6 Z. |% r1 Rwww.zghifi.com zghifi.com

  是可响应的最高转速,在此转速下发生的脉冲可响应公式如下:
( P3 U/ l4 _7 |# P: f2 m
2 M' q$ v+ Y+ I1 s7 B" ~  最大响应频率(Hz)/(脉冲数/转)×60=轴的转速rpm1 h9 u, z/ ^  L# }www.zghifi.com zghifi.com

4 z8 B: c- P: `1 ?3 e0 h' kwww.zghifi.com zghifi.com

  ■输出波形
1 F9 C  b6 X8 e+ M* ?7 a9 ?4 s8 t$ e7 D; S, Kwww.zghifi.com zghifi.com

  输出脉冲(信号)的波形。
' L; E) G9 y: ]  x( x& e. I
& j0 E( S: N+ |  ■输出信号相位差& s9 B" \0 K/ E: t( n0 S) m; B2 h5 ?9 Hwww.zghifi.com zghifi.com

  T/ t+ F4 J% x. n( b. p, swww.zghifi.com zghifi.com

  二相输出时,二个输出脉冲波形的相对的的时间差。
3 Y' w2 T- K$ ^  T, C3 S8 j2 q3 r8 w# J& Nwww.zghifi.com zghifi.com

  ■输出电压4 n' B, G: }1 D" x' r/ mwww.zghifi.com zghifi.com

8 t2 c6 G9 E6 g, z( ^2 twww.zghifi.com zghifi.com

  指输出脉冲的电压。输出电压会因输出电流的变化而有所变化。各系列的输出电压请参照输出电流特性图
, B- {" k( B4 D/ }
% p3 F+ D1 I% M% C+ Y' B( T& H! y  ■起动转矩
" h" J1 B( X& l" ]# f
; ^' E0 Z$ x/ [. q6 |5 o3 A& J  使处于静止状态的编码器轴旋转必要的力矩。一般情况下运转中的力矩要比起动力矩小。
2 o- C1 @1 O: q$ ]. Z* i; d# v  B7 a  o' |% p" ~* iwww.zghifi.com zghifi.com

  ■轴允许负荷6 `8 u! u1 p: n) Ewww.zghifi.com zghifi.com


7 ~/ ~* F% G, y- f0 Y1 |  表示可加在轴上的最大负荷,有径向和轴向负荷两种。径向负荷对于轴来说,是垂直方向的,受力与偏心偏角等有  C; T# W1 q9 K# G- h1 U5 K' ~+ F% Gwww.zghifi.com zghifi.com

# I- x4 y1 S0 C( b+ \7 Gwww.zghifi.com zghifi.com

  关;轴向负荷对轴来说,是水平方向的,受力与推拉轴的力有关。这两个力的大小影响轴的机械寿命* Z( h! s; e8 H* Pwww.zghifi.com zghifi.com


8 t# z; x& o9 X  f1 J- w# w, A  ■轴惯性力矩
$ a5 u0 p4 Y5 @! m8 a
. @5 ]/ V, n% `. K) k, b  a" l  该值表示旋转轴的惯量和对转速变化的阻力8 O& @( n: |& y$ r. M, J5 F5 Mwww.zghifi.com zghifi.com

- q9 Z% @' i, a7 _* J* _www.zghifi.com zghifi.com

  ■转速
/ D5 G; S8 D, {( H6 f( g4 w
5 |- L) A2 z4 ?$ a8 k! v1 I- C  该速度指示编码器的机械载荷限制。如果超出该限制,将对轴承使用寿命产生负面影响,另外信号也可能中断。
+ z9 F  b( C: @: Y2 X, X" ~4 Q3 p+ k7 twww.zghifi.com zghifi.com

  ■格雷码: H3 g& V3 \, c8 o: Bwww.zghifi.com zghifi.com

5 ~! G  ~3 Q. iwww.zghifi.com zghifi.com

  格雷码是高级数据,因为是单元距离和循环码,所以很安全。每步只有一位变化。数据处理时,格雷码须转化成二进制码。( M8 ~: w/ {5 v. |www.zghifi.com zghifi.com

9 ?+ ~: \8 j( O; |8 ?- h1 Gwww.zghifi.com zghifi.com

  ■工作电流
/ C$ J) ^8 y" {3 k% A; @! x# M- F; M0 y) {1 S+ Ywww.zghifi.com zghifi.com

  指通道允许的负载电流。% I* E6 Q! p( X% D( uwww.zghifi.com zghifi.com


* p, f4 D# c# N( k" e# _; {  ■工作温度
0 O' h+ i: b6 l
! Y# G9 w7 R4 `8 r: [) c  G4 T  参数表中提到的数据和公差,在此温度范围内是保证的。如果稍高或稍低,编码器不会损坏。当恢复工作温度又能达到技术规范
4 o' n, |6 m) r6 o; U, k
- V" ]0 v0 F+ S+ i* f# S$ S  ■工作电压
( [$ K. Y+ v6 p, w* _) X4 `' x: h0 K" g7 Y0 {/ k+ @+ D) bwww.zghifi.com zghifi.com

  编码器的供电电压。
% g( q3 `1 S7 S7 f3 j
7 g( r3 S! t, l: Z( y" Y4 C  编码器Encoder为传感器(Sensor)类的一种,主要用来侦测机械运动的速度、位置、角度、距离或计数,除了应用在产业机械外,许多的马达控制如伺服马达、BLDC伺服马达均需配备编码器以供马达控制器作为换相、速度及位9 i, F+ H& E2 t: L' P$ |# `www.zghifi.com zghifi.com

' i! A4 e% {5 e: h7 p; Mwww.zghifi.com zghifi.com

  置的检出所以应用范围相当广泛。根据检测原理,编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式,分为增量式编码器和绝对式编码器。光电编码器是利用光栅衍射原理实现位移—数字变换的,从! S( i4 Y% T7 t8 f, G8 }  cwww.zghifi.com zghifi.com

* j+ x( c/ S! d" L; G+ Wwww.zghifi.com zghifi.com

  50年代开始应用于机床和计算仪器,因其结构简单、计量精度高、寿命长等优点,在国内外受到重视和推广,在精密定位、速度、长度、加速度、振动等方面得到广泛的应用。
8 M& n5 i7 m9 c& o: j! ]$ f3 a; W, v# a1 w& [9 H' Owww.zghifi.com zghifi.com

  a.增量式编码器特点:2 s7 \: W, ?9 V3 n# Gwww.zghifi.com zghifi.com


8 M% T: V: ?' N  增量式编码器转轴旋转时,有相应的脉冲输出,其计数起点任意设定,可实现多圈无限累加和测量。编码器轴转一圈会输出固定的脉冲,脉冲数由编码器光栅的线数决定。需要提高分辨率时,可利用90度相位差的A、B两路* R  }2 R. D) t1 R3 s: Lwww.zghifi.com zghifi.com


: u2 ^  k2 C) A( B& f" l* W4 W  信号进行倍频或更换高分辨率编码器。$ @* K0 [* N, F1 X2 y" e" f/ Nwww.zghifi.com zghifi.com

0 `: B1 `) j0 R4 P+ Jwww.zghifi.com zghifi.com

  b.绝对式编码器特点
* z5 ^1 M  N6 L! p
. {$ v* ]& R' z3 h9 h  绝对式编码器有与位置相对应的代码输出,通常为二进制码或BCD码。从代码数大小的变化可以判别正反方向和位移所处的位置,绝对零位代码还可以用于停电位置记忆。绝对式编码器的测量范围常规为0—360度。6 l1 O( J1 |; o# s+ ?0 W# rwww.zghifi.com zghifi.com


2 q. k1 E1 \3 v! {: z; ^- p% c  增量型旋转编码器
4 o2 f% B$ ]4 f' v  I7 M# w* R$ L. m! ?2 |1 B3 j: M  ]www.zghifi.com zghifi.com

  从这两段话看出,上文中的ABZ三项式输出仅仅指的是增量式编码器。二绝对值编码器的输出是二进制数轴的每圈转动,增量型编码器提供一定数量的脉冲。周期性的测量或者单位时间内的脉冲计数可以用来测量移动的
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  速度。如果在一个参考点后面脉冲数被累加,计算值就代表了转动角度或行程的参数。双通道编码器输出脉冲之间相差为90o。能使接收脉冲的电子设备接收轴的旋转感应信号,因此可用来实现双向的定位控制;另外,三通道增2 o3 O; a# |( M5 rwww.zghifi.com zghifi.com


; y, d" Z5 H3 q0 W5 M  量型旋转编码器每一圈产生一个称之为零位信号的脉冲。- d( l& o2 q: g/ r0 Awww.zghifi.com zghifi.com


- Y( x4 W7 p: E' `5 U  绝对值编码器为每一个轴的位置提供一个独一无二的编码数字值。特别是在定位控制应用中,绝对值编码器减轻了电子接收设备的计算任务,从而省去了复杂的和昂贵的输入装置:而且,当机器合上电源或电源故障后再接通1 X7 y( W* i9 I) C+ twww.zghifi.com zghifi.com


/ T0 a& O; u3 j4 Z! j: E( ?  电源,不需要回到位置参考点,就可利用当前的位置值。(但是要更换编码器或是编码器插头,就必须从新设置参考点)7 R- R  R4 g8 @% S: Owww.zghifi.com zghifi.com


" Z( B* m( u3 D/ @" M4 o  单圈绝对值编码器把轴细分成规定数量的测量步,最大的分辨率为13位,这就意味着最大可区分8192个位置。多圈绝对值编码器不仅能在一圈内测量角位移,而且能用多步齿轮测量圈数。多圈的圈数为12位,也就是说最大4096: h9 q3 z, e; ~& W7 y) y3 Nwww.zghifi.com zghifi.com

4 L/ R' p7 Y7 x* Z1 }0 Vwww.zghifi.com zghifi.com

  圈可以被识别。总的分辨率可达到25位或者33,554,432个测量步数。并行绝对值旋转编码器传输位置值到估算电子装置通过几根电缆并行传送。8 N) o* `; o6 L; _- ^& n6 nwww.zghifi.com zghifi.com


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 楼主| 发表于 2017-6-10 11:49:07 | 显示全部楼层
  从单圈绝对值编码器到多圈绝对值编码器
2 d0 ?7 o/ ^  V' x. a7 D9 }; s1 ^7 Y6 s$ _5 x" P1 W& o7 {% {www.zghifi.com zghifi.com

  单圈绝对值编码器,以转动中测量光电码盘各道刻线,以获取唯一的编码,当转动超过360度时,编码又回到原点,这样就不符合绝对编码唯一的原则,这样的编码器只能用于旋转范围360度以内的测量,称为单圈绝对值编码器。% |7 @3 V9 E( K4 A* O4 uwww.zghifi.com zghifi.com


, F6 X; Q+ v& x4 `. n- I2 ^; P' h3 d& r- y  要测量旋转超过360度范围,就要用到多圈绝对值编码器。/ H1 \/ Q5 @6 ~2 Ewww.zghifi.com zghifi.com


) }# L- C- y7 ?$ H. {# {& a: a  编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理,当中心码盘旋转时,通过齿轮传动另一组码盘(或多组齿轮,多组码盘),在单圈编码的基础上再增加圈数的编码,以扩大编码器的测量范围,这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器,1 R6 N" W+ A  i3 uwww.zghifi.com zghifi.com


1 g* Z; P- P( \  它同样是每个位置编码唯一不重复的,而无需记忆。
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  多圈编码器另一个优点是由于测量范围大,实际使用往往富裕较多,这样在安装时不必要费劲找零点,将某一中间位置作为起始点就可以了,而大大简化了安装调试难度。1 o& h- O- i- ~www.zghifi.com zghifi.com


7 Z; Y% r! \# l$ f  绝对值编码器的信号输出, u' e1 A* j' E: qwww.zghifi.com zghifi.com

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  绝对值编码器信号输出有并行输出、串行输出、总线型输出、变送一体型输出等,单圈低位数的编码器一般用并行信号输出,而高位数的和多圈的编码器输出信号不用并行信号(并行信号连接线多,易错码易损坏),一般为串行5 C6 o  ~  f% w" g, ~6 h) Twww.zghifi.com zghifi.com

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  或总线型输出。其中串行最常用的是时钟同步串联信号(SSI);总线型最常用的是PROFIBUS-DP型,其他的还有DeviceNet,CAN,Interbus,CC-link等;变送一体型输出使用方便,但精度有所牺牲。
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  编码器是把角位移或直线位移转换成电信号的一种装置。前者成为码盘,后者称码尺.按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种.接触式采用电刷输出,一电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是“1”还是“0”;+ y* E3 E% R: ]9 \4 Xwww.zghifi.com zghifi.com


% Y  J+ g2 I/ Z" ]* p  非接触式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件,采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是“1”还是“0”。按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号,再把这个电4 X4 J+ G2 l8 N; Vwww.zghifi.com zghifi.com


( R# n  i$ }, e: l& R; J  信号转变成计数脉冲,用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码,因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关,而与测量的中间过程无关。(看这个说法,编码器也是测位移量的,功
# }, p* a) U4 R( b' @, z$ M( d& t# w
: n& B+ v" {) q6 I/ m5 W  能与另一个美国的传感器不就冲了吗?)' m/ u% F$ R& y5 W+ Jwww.zghifi.com zghifi.com


8 B* H* O/ H/ c  k& H  从接近开关、光电开关到旋转编码器5 \$ c5 J4 K# L) G: U2 N4 Y: O# t# \www.zghifi.com zghifi.com


5 t; M+ U% r2 y) ?4 g0 @$ v+ y  工业控制中的定位,接近开关、光电开关的应用已经相当成熟了,而且很好用。可是,随着工控的不断发展,又有了新的要求,这样,选用旋转编码器的应用优点就突出了:& m! `3 U0 ]* d+ e+ l% T  Swww.zghifi.com zghifi.com

5 Y# w# Y  {4 d- b) k9 ]. lwww.zghifi.com zghifi.com

  信息化:除了定位,控制室还可知道其具体位置;
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7 X. i. M4 l# v5 \! S: t% o; g+ a  柔性化:定位可以在控制室柔性调整;
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  现场安装的方便和安全、长寿:拳头大小的一个旋转编码器,可以测量从几个μ到几十几百米的距离,n个工位,只要解决一个旋转编码器的安全安装问题,可以避免诸多接近开关、光电开关在现场机械安装麻烦,容易被撞坏和遭高温、水气困扰等问题。由于是光电码盘,无机械损耗,只要安装位置准确,其使用寿命往往很长。
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1 Q7 k8 l4 c1 k: U- B* c4 M2 H! C  多功能化:除了定位,还可以远传当前位置,换算运动速度,对于变频器,步进电机等的应用尤为重要。
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  经济化:对于多个控制工位,只需一个旋转编码器的成本,以及更主要的安装、维护、损耗成本降低,使用寿命增长,其经济化逐渐突显出来。5 K; w3 b  Y5 _www.zghifi.com zghifi.com


4 S% G! P! z; k! I1 U  如上所述优点,旋转编码器已经越来越广泛地被应用于各种工控场合。
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3 ~& V3 ]3 z* s# ~" c) s  从增量式编码器到绝对式编码器
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  旋转增量式编码器以转动时输出脉冲,通过计数设备来知道其位置,当编码器不动或停电时,依靠计数设备的内部记忆来记住位置。这样,当停电后,编码器不能有任何的移动,当来电工作时,编码器输出脉冲过程中,也不% ]9 o, ]4 ]. O9 D( kwww.zghifi.com zghifi.com

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  能有干扰而丢失脉冲,不然,计数设备记忆的零点就会偏移,而且这种偏移的量是无从知道的,只有错误的生产结果出现后才能知道。
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7 ]8 S5 W  q7 m, ~9 C  解决的方法是增加参考点,编码器每经过参考点,将参考位置修正进计数设备的记忆位置。在参考点以前,是不能保证位置的准确性的。为此,在工控中就有每次操作先找参考点,开机找零等方法。
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  比如,打印机扫描仪的定位就是用的增量式编码器原理,每次开机,我们都能听到噼哩啪啦的一阵响,它在找参考零点,然后才工作。6 N' w& j6 X9 cwww.zghifi.com zghifi.com


6 A3 `% n' D4 M( c1 Q" o- u! C% z! B  这样的方法对有些工控项目比较麻烦,甚至不允许开机找零(开机后就要知道准确位置),于是就有了绝对编码器的出现。8 [0 o; _- E- E4 \+ kwww.zghifi.com zghifi.com


/ O' y4 L; _& S, C% R5 P  绝对型旋转光电编码器,因其每一个位置绝对唯一、抗干扰、无需掉电记忆,已经越来越广泛地应用于各种工业系统中的角度、长度测量和定位控制。$ \! @8 P/ i+ \# @www.zghifi.com zghifi.com

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  绝对编码器光码盘上有许多道刻线,每道刻线依次以2线、4线、8线、16线。。。。。。编排,这样,在编码器的每一个位置,通过读取每道刻线的通、暗,获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码(格雷码),这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由码盘的机械位置决定的,它不受停电、干扰的影响。) M) l; e) m! T9 Zwww.zghifi.com zghifi.com

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  绝对编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性,它无需记忆,无需找参考点,而且不用一直计数,什么时候需要知道位置,什么时候就去读取它的位置。这样,编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。& v$ Z. `1 I( }' K" F. lwww.zghifi.com zghifi.com


# z* c5 c" V; F- U- S  由于绝对编码器在定位方面明显地优于增量式编码器,已经越来越多地应用于工控定位中。绝对型编码器因其高精度,输出位数较多,如仍用并行输出,其每一位输出信号必须确保连接很好,对于较复杂工况还要隔离,连接- t; l7 G9 Q! K3 k! I0 ^" L. l/ Qwww.zghifi.com zghifi.com


; x# a0 p! r0 s( Y  `9 [, s  电缆芯数多,由此带来诸多不便和降低可靠性,因此,绝对编码器在多位数输出型,一般均选用串行输出或总线型输出,德国生产的绝对型编码器串行输出最常用的是SSI(同步串行输出)。8 A* M3 ~, _4 o6 d( E  x6 E5 u4 Wwww.zghifi.com zghifi.com


- M/ }3 C, Q  ?; V5 N  c0 E$ C  从单圈绝对式编码器到多圈绝对式编码器/ y' w' D9 D1 \6 y. Y8 {) lwww.zghifi.com zghifi.com

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  旋转单圈绝对式编码器,以转动中测量光码盘各道刻线,以获取唯一的编码,当转动超过360度时,编码又回到原点,这样就不符合绝对编码唯一的原则,这样的编码器只能用于旋转范围360度以内的测量,称为单圈绝对式编码器。" D6 B7 n- o, C6 l* Zwww.zghifi.com zghifi.com

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  如果要测量旋转超过360度范围,就要用到多圈绝对式编码器。* |- n- X  q, H8 j( `$ v9 Owww.zghifi.com zghifi.com

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  编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理,当中心码盘旋转时,通过齿轮传动另一组码盘(或多组齿轮,多组码盘),在单圈编码的基础上再增加圈数的编码,以扩大编码器的测量范围,这样的绝对编码器就称为多圈式绝对
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  编码器,它同样是由机械位置确定编码,每个位置编码唯一不重复,而无需记忆。
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  多圈编码器另一个优点是由于测量范围大,实际使用往往富裕较多,这样在安装时不必要费劲找零点,将某一中间位置作为起始点就可以了,而大大简化了安装调试难度。多圈式绝对编码器在长度定位方面的优势明显,已经越来越多地应用于工控定位中。
" d# w( p/ o4 R+ P5 n2 M
+ A$ I  y6 Y" ~- M/ E  ^' Q  绝对型旋转编码器的机械安装使用:. X7 d7 x9 I3 ]% ]www.zghifi.com zghifi.com

; k/ [. I' o6 K1 n' o0 Y( n% ^4 awww.zghifi.com zghifi.com

  绝对型旋转编码器的机械安装有高速端安装、低速端安装、辅助机械装置安装等多种形式。7 h8 [8 A' D+ dwww.zghifi.com zghifi.com


$ ?) G* r2 V3 I5 O; Y8 t3 A  高速端安装:安装于动力马达转轴端(或齿轮连接),此方法优点是分辨率高,由于多圈编码器有4096圈,
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  马达转动圈数在此量程范围内,可充分用足量程而提高分辨率,缺点是运动物体通过减速齿轮后,来回程有齿轮间隙误差,一般用于单向高精度控制定位,例如轧钢的辊缝控制。另外编码器直接安装于高速端,马达抖动须较小,不然易损坏编码器。7 _8 w4 J+ M* ?) @  R' Vwww.zghifi.com zghifi.com

+ x- f% m) Q+ N, Q7 Owww.zghifi.com zghifi.com

  低速端安装:安装于减速齿轮后,如卷扬钢丝绳卷筒的轴端或最后一节减速齿轮轴端,此方法已无齿轮来回程间隙,测量较直接,精度较高,此方法一般测量长距离定位,例如各种提升设备,送料小车定位等。8 I5 x% c5 r" c. F! Nwww.zghifi.com zghifi.com


* [- {  k& V. E  辅助机械安装:
8 c- I9 R2 I$ _" G2 v( G. f$ D  o. t4 j, _5 m( S( H& b' T/ N1 fwww.zghifi.com zghifi.com

  常用的有齿轮齿条、链条皮带、摩擦转轮、收绳机械等。$ c1 n3 A$ D* H4 v7 i7 Pwww.zghifi.com zghifi.com

0 ?3 W* R2 f1 S+ [7 Y6 i$ Swww.zghifi.com zghifi.com

  光学编码器功能特点
" B# Z% _6 G' M3 i
6 a; r# r% W3 ^/ o6 X  W  ‧采用反射式感应技术. ~1 L0 \1 S' }( r" `$ Fwww.zghifi.com zghifi.com


$ R" t$ M' R  i. P7 k( F! R7 z  ‧表面贴装无引脚封装4 u3 A. e* T. N/ B! o3 ?' H. gwww.zghifi.com zghifi.com

, f' b7 j3 u/ y4 |3 u5 {# q' Twww.zghifi.com zghifi.com

  ‧提供两通道模拟信号输出
8 G/ Y( [( e0 d% ~: S) h. r3 }3 T1 A% m7 O; ?, K4 J: S/ _0 qwww.zghifi.com zghifi.com

  ‧计数频率:20KHz1 A4 g" B: {& C, |/ w3 t1 e* Cwww.zghifi.com zghifi.com

+ ~  V# Y1 g" Z/ Y( H* \, hwww.zghifi.com zghifi.com

  ‧采单一5.0V电源运作5 L& H% G) W% C. uwww.zghifi.com zghifi.com


: A1 s* v+ ?2 c4 ]" i) x, L  ‧工作温度:-10到70oC
0 m8 ^4 @2 z" S8 f
0 u6 e% D! Q% E8 M7 V3 n' c  i0 Q  ‧编码分辨率:180LPI  S4 p, J8 p' Y9 Ewww.zghifi.com zghifi.com


+ e# X6 \* V0 ?2 x3 M  ‧符合RoHS环保标准要求
7 E5 {1 k" d$ B: _+ _, f6 V* y5 H. ^www.zghifi.com zghifi.com

  编码器工作原理, B0 y. S" [# jwww.zghifi.com zghifi.com

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  绝对脉冲编码器:APC
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4 d5 R$ r, L7 P  A/ b  j  增量脉冲编码器:SPC
3 t3 q( V2 J* e7 @  d( c! A: \' B0 x5 n$ q- [8 H9 wwww.zghifi.com zghifi.com

  两者一般都应用于速度控制或位置控制系统的检测元件.7 R% G) J4 }9 W5 \& Iwww.zghifi.com zghifi.com

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  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
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  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。
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  增量型编码器与绝对型编码器的区分
# x5 a' V6 H1 P' y( D" ~
7 l2 {6 k* _% L& K8 ], M  编码器如以信号原理来分,有增量型编码器,绝对型编码器。4 O; c7 m# A7 l% t- t4 q& i1 Ewww.zghifi.com zghifi.com


& G, X( g+ ^2 _; w  增量型编码器(旋转型)4 K3 A* Q5 `4 Wwww.zghifi.com zghifi.com

  \( B6 t7 a4 P: Twww.zghifi.com zghifi.com

  工作原理:6 z. [; \' F; E; r+ R" {www.zghifi.com zghifi.com

! F7 D9 |  M; e& Mwww.zghifi.com zghifi.com

  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+ m# [5 f: u  h7 c  @; _www.zghifi.com zghifi.com


) Z" }+ L; D# ?3 U- q- n: C  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。
' e* `( |: _( a  E# n4 o; x5 j* B! }, Z
. d8 o# N6 t0 u; I" a  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! l" [& G6 l; r( E' }www.zghifi.com zghifi.com


4 G* u5 b) q0 _7 \% S: x9 h  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。
' R" A' b; T3 |- ~! r
( ~/ K4 Y) w5 u! @! o' b6 {9 g  v  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。
- R5 f6 j6 X1 ?5 B
8 B  W  o7 Q! _2 V1 Q5 @! n  信号输出:
% K3 a3 {3 |- n+ h( ^
4 O' [# U1 o) e  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& i6 P, v9 m4 ?: W  e  D: `, a2 g) Swww.zghifi.com zghifi.com

& n! C) P. u% z, t2 K9 }www.zghifi.com zghifi.com

  应。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。. u7 d* P" ~: T8 j- uwww.zghifi.com zghifi.com

. _: l9 d4 S$ m* owww.zghifi.com zghifi.com

  如单相联接,用于单方向计数,单方向测速。
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  A.B两相联接,用于正反向计数、判断正反向和测速。
# T' Y  U1 d9 [) z
9 r5 K6 y( C$ m  K0 A8 E+ z3 P  A、B、Z三相联接,用于带参考位修正的位置测量。0 G  V* I- \+ p7 h9 a5 s" ~www.zghifi.com zghifi.com

0 W: j1 E, L9 v7 n) s9 ?7 ?www.zghifi.com zghifi.com

  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。3 r" \; P# n; u- n4 ?www.zghifi.com zghifi.com


* [6 U# @$ w: b1 B2 f* e  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。
2 |4 V( [* D0 K4 X, e
* @4 a% d% ~9 v$ E0 c( I  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。/ w# s) A, j; A8 fwww.zghifi.com zghifi.com


4 @# y' ?5 \& R/ g. \' f5 B  注:* i& I! f/ x3 @5 P  o2 Qwww.zghifi.com zghifi.com

! ^* E, @: Z, Y) k; y# lwww.zghifi.com zghifi.com

  1.推拉输出型(Push-pullOutput).此输出电路又称为HTL,其电源电压一般为:DC10~36V,因有较大的电源功率,故即有良好的抗干扰能力又可以实现长线传输。(推拉输出即推挽式输出)
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  2.集电极开路型(Open-collector)此电路设计是为了更好的与一些PLC接口兼容。根据输出端三极管的极性不同,其又分为:NPN和PNP这两种。
+ j$ E, m' x( J4 X3 K" M5 e; c
, w# k. u+ a8 h1 o2 x4 f  3.长线驱动型(LineDrive)此电路电源电压为DC5V,为TTL电平输出,与国际标准RS422接口直接兼容。由于带有对称负信号的连接,电流对于电缆贡献的电磁场抵消为0,此状况衰减最小,抗干扰最佳,反应时间较短,又可传输较远的距离。# ]0 O0 V2 `9 m. E: G  lwww.zghifi.com zghifi.com

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  电气接口:编码器输出方式常见有推拉输出(F型HTL格式),电压输出(E),集电极开路(C,常见C为NPN型管输出,C2为PNP型管输出,)长线驱动器输出。其输出方式应和其控制系统的接口电路相匹配。7 _3 R) |2 p5 M& ~www.zghifi.com zghifi.com

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  一般脉冲电路,尤其是编码器脉冲识别是使用单片机识别的,具体就是看A超前B还是滞后,以确定编码器是正转还是反转,并通过记脉冲数确定编码器转了多少圈
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: ]" I$ D- Y  V: N1 o( M  问:编码器输出的信号都有哪些类型,可以用单片机接收吗?
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  答:需要看你采用的是哪种编码器,如果是脉冲输出的增量型编码器。常见的是A,B相的方波。是可以用单片机接收的。
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  增量式光电编码器的信号输出形式有:集电极开路输出(OpenCollector)、电压输出(VoltageOutput)、线驱动输出(LineDriver)、互补型输出(ComplementalOutput)和推挽式输出(TotemPole)。集电极开路输出这种输出方式通过使用编码器输出侧的NPN晶体管,将晶体管的发射极引出端子连接至0V,断开集电极与+Vcc的端子并把集电极作为输出端。在编码器供电电压和信号接受装置的电压不一致的情况下,建议使用这种类型的输出电路。输出电路如图1-3所示。主要应用领域有电梯、纺织机械、注油机、自动化设备、切割机械、印刷机械、包装机械和针织机械等。
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; C. t  r! u2 D: t  电压输出这种输出方式通过使用编码器输出侧的NPN晶体管,将晶体管的发射极引出端子连接至0V,集电极端子与+Vcc和负载电阻相连,并作为输出端。在编码器供电电压和信号接受装置的电压一致的情况下,建议使用这
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  种类型的输出电路。输出电路如图1-4所示。主要应用领域有电梯、纺织机械、注油机、自动化设备、切割机械、印刷机械、包装机械和针织机械等。3 i  p& O. [8 E2 nwww.zghifi.com zghifi.com


) u6 S1 n0 @7 V: T/ k5 M) a9 o. y  线驱动输出这种输出方式将线驱动专用IC芯片(26LS31)用于编码器输出电路,由于它具有高速响应和良好的抗噪声性能,使得线驱动输出适宜长距离传输。输出电路如图1-5所示。主要应用领域有伺服电机、机器人、数控加工机械等。
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. L& L( l& u: t% `3 }+ [  互补型输出这种输出方式由上下两个分别为PNP型和NPN型的三极管组成,当其中一个三极管导通时,另外一个三极管则关断。这种输出形式具有高输入阻抗和低输出阻抗,因此在低阻抗情况下它也可以提供大范围的电源。4 @- q: a. w7 _  q: z4 ~1 b5 y* x9 Lwww.zghifi.com zghifi.com

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  由于输入、输出信号相位相同且频率范围宽,因此它适合长距离传输。输出电路如图1-6所示。主要应用于电梯领域或专用领域。4 L8 e# I' _" H) J- {0 U* p! C4 vwww.zghifi.com zghifi.com


, X) c, S% o7 v% G2 }; P; c) @5 X  推挽式输出这种输出方式由上下两个NPN型的三极管组成,当其中一个三极管导通时,另外一个三极管则关断。电流通过输出侧的两个晶体管向两个方向流入,并始终输出电流。因此它阻抗低,而且不太受噪声和变形波的影响。
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4 p3 [+ U* f( M' z$ `0 P  输出电路如图1-7所示。主要应用领域有电梯、纺织机械、注油机、自动化设备、切割机械、印刷机械、包装机械和针织机械等。9 q% Q5 i% A' G0 L8 A" n4 m. nwww.zghifi.com zghifi.com


6 l/ W. Q/ ~& }  1、按功放中功放管的导电方式不同,可以分为甲类功放(又称A类)、乙类功放(又称B类)、甲乙类功放(又称AB类)和丁类功放(又称D类)。
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. W# d6 R# l* S  甲类功放是指在信号的整个周期内(正弦波的正负两个半周),放大器的任何功率输出元件都不会出现电流截止(即停止输出)的一类放大器。甲类放大器工作时会产生高热,效率很低,但固有的优点是不存在交越失真。单端放大
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  器都是甲类工作方式,推挽放大器可以是甲类,也可以是乙类或甲乙类。
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9 q% ]( q- a$ @0 I5 V  乙类功放是指正弦信号的正负两个半周分别由推挽输出级的两“臂”轮流放大输出的一类放大器,每一“臂”的导电时间为信号的半个周期。乙类放大器的优点是效率高,缺点是会产生交越失真。甲乙类功放界于甲类和乙类之间,推挽放大的每一个“臂”导通时间大于信号的半个周期而小于一个周期。甲乙类放) L& {2 X% z$ ~$ u* F0 H: ]www.zghifi.com zghifi.com


1 b0 @( J3 O- J( s0 D- ^0 G- t  大有效解决了乙类放大器的交越失真问题,效率又比甲类放大器高,因此获得了极为广泛的应用。丁类功放也称数字式放大器,利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号,具有效率高,体积小的优点。许多功率高达1000W的丁类放大器,体积只不过像VHS录像带那么大。这类放大器不适宜于用作宽频带的放大器,但在有源超低音音箱中有较多的应用。
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2 q1 ^0 Q1 p, e: z* E6 v  2、按功放输出级放大元件的数量,可以分为单端放大器和推挽放大器。( j1 o' B* K# O& {8 g6 F  P% r, Hwww.zghifi.com zghifi.com


" V# {8 T) r" y, m  单端放大器的输出级由一只放大元件(或多只元件但并联成一组)完成对信号正负两个半周的放大。单端放大机器只能采取甲类工作状态。7 \0 O2 N( O; i. H( V7 ?4 c3 M7 Swww.zghifi.com zghifi.com

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  推挽放大器的输出级有两个“臂”(两组放大元件),一个“臂”的电流增加时,另一个“臂”的电流则减小,二者的状态轮流转换。对负载而言,好象是一个“臂”在推,一个“臂”在拉,共同完成电流输出任务。尽管甲类放大器可以采用推
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+ n8 V$ E0 P" L' @! p9 x  挽式放大,但更常见的是用推挽放大构成乙类或甲乙类放大器。& f, x$ }$ ?* @! Pwww.zghifi.com zghifi.com


- s" h6 X4 ]  _9 A6 X/ E  3、按功放中功放管的类型不同,可以分为胆机和石机。- R# x6 T9 Y* a" A3 C* Kwww.zghifi.com zghifi.com


7 r. w' s" q2 G5 j- q7 h7 G% \5 U8 a! M  胆机是使用电子管的功放。9 U9 T: f9 [+ |5 Y- w4 twww.zghifi.com zghifi.com


" |5 ~5 G( n: f& K  石机是使用晶体管的功放。
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  4、按功能不同,可以前置放大器(又称前级)、功率放大器(又称后级)与合并式放大器。功率放大器简称功放,用于增强信号功率以驱动音箱发声的一种电子装置。不带信号源选择、音量控制等附属功能的功率放大器称为后级。: w5 j1 m( H  x; N1 _www.zghifi.com zghifi.com


% C3 i' W# ~/ E" h* w  前置放大器是功放之前的预放大和控制部分,用于增强信号的电压幅度,提供输入信号选择,音调调整和音量控制等功能。前置放大器也称为前级。4 J! P% @$ @! l0 i8 Pwww.zghifi.com zghifi.com

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  将前置放大和功率放大两部分安装在同一个机箱内的放大器称为合并式放大器,我们家中常见的功放机一般都是合并式的。
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! V( `( b) l# q/ S( D. ^8 x  H  5、按用途不同,可以分为AV功放,Hi-Fi功放。2 l0 _/ }  W" ]3 ~4 K* Qwww.zghifi.com zghifi.com

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  AV功放是专门为家庭影院用途而设计的放大器,一般都具备4个以上的声道数以及环绕声解码功能,且带有一个显示屏。该类功放以真实营造影片环境声效让观众体验影院效果为主要目的。Hi-Fi功放是为高保真地重现音乐的本来面目而设计的放大器,一般为两声道设计,且没有显示屏% }4 ?8 D- Q& L/ g. S  r" Y$ zwww.zghifi.com zghifi.com


. h0 w% S" x' C2 H7 M/ m  问:长春第一光学仪器厂的AL-06-256编码器
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  接线表如下:
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) _% g6 ^: u/ h/ |1 o- s  天蓝-U8;深蓝—U7;棕色-U6;橙色-U5;灰色-U4;绿色-U3;黄色-U2;紫色-U1;红色-CP;白色-+12V;黑色-0V# x+ a' Q* a% x5 }; ~0 k5 Nwww.zghifi.com zghifi.com


- H# v" G# k" _5 \$ o1 j* Y  还有一根粉色的线没有注明。
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) ~: M) [7 Q9 E1 O  我打算用它接相位检测器,需要输入A相输入PHASEA,B相输入PHASEB,INDEX脉冲,不知该如何连线了,! Q2 g* z  r# A8 Ywww.zghifi.com zghifi.com


" K  W. L8 L# o  请大家帮忙。一般不是说编码器分为单路输出和双路输出两种吗,怎么会有8根输出线呢?
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; c6 J) F- c; |  答:旋转编码器,输出的是角度的八位二进制代码,将360°分为256份,不同的代码表示不同的角度CP是锁存$ o: n# {. q' \. ?. J4 p' o0 mwww.zghifi.com zghifi.com

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  信号即为给它一个高电平就会锁定八位输出信号,不再随着角度更改。
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6 \- M/ b; _4 z: \! m7 j  问:绝对值式编码器与增量式编码器最高线数分别是多少?" q# a8 @, D' Q9 e5 kwww.zghifi.com zghifi.com

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  答:其实你说的最高线数并不是非常准确。理论上,其实分辨率不仅受到编码器体积的限制,同时也受到驱动器编码器接口频率的限制。
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  增量编码器,外径在20mm-30mm,7500线! E8 G! ]$ @3 O& R& Z6 C# a  Rwww.zghifi.com zghifi.com


, t" l/ {% s! r  G$ ^+ R/ D( G4 W. r  绝对编码器:22-26位
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& V3 {4 Z: N0 Q9 `  当然,绝对编码器还要分模拟输出以及数字输出的。
# v: x4 E$ k1 W% h+ d$ J
3 O' r4 V& o8 w9 G* k1 I  上面的值只是针对数字输出的
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  对于模拟输出的,其相当于一个多极的旋转变压器,理论上,分辨率不受限制,取决于上位机采样以及接口频率。
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, I% x; @! h4 w; _# U* {  单圈绝对值编码器把轴细分成规定数量的测量步,最大的分辨率为13位,这就意味着最大可区分8192个位置+多圈绝对值编码器不仅能在一圈内测量角位移,而且能幸,J用多步齿轮测量圈数。多圈的圈数为12位,也就是说最: Z  K& ^, @% d" A2 uwww.zghifi.com zghifi.com


4 `! r$ I8 b+ Q( I- {7 c; F$ L  ?  大4096圈可以被识别。总的分辨率可达到25位或者33,554,432个测量步数。并行绝对值旋转编码器传输位置值到估算电子装置通过几根电缆并行传送。: [; `# \+ ?; V. W7 h, iwww.zghifi.com zghifi.com

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  绝对值编码器信号输出有并行输出、串行输出、总线型输出、变送一体型输出等,单圈低位数的编码器一般用并行信号输出,而高位数的和多圈的编码器输出信号不用并行信号(并行信号连接线多,易错码易损坏),一般为串行
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  或总线型输出。其中串行最常用的是时钟同步串联信号(SSI);总线型最常用的是PROFIBUS-DP型,其他的还有DeviceNet,CAN,Interbus,CC-link等;变送一体型输出使用方便,但精度有所牺牲。
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