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旋转编码器应用注意事项

旋转编码器应用注意事项

点击数:7516 次   录入时间:03-04 11:50:32   整理:http://www.55dianzi.com   传感-检测-采集电路
  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。
  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。
  由于绝对编码器在位置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。
测速度需要可以无限累加测量,目前增量型编码器在测速应用方面仍处于无可取代的主流位置。
■十三. ※能不能告诉我选用绝对型编码器应注意哪些事项?
(一).机械部分:
  1.测长度还是测角度,测长度如何通过机械方式转换(在上面有一些介绍,如不清楚可来电讨论)。测角度是360度内(单圈),还是可能过360度(多圈)。生产过程是一个方向旋转循环工作,还是来回方向循环工作。
  2.轴连接安装形式,有轴型通过软性联轴器连接,还是轴套型连接。
  3.使用环境:粉尘,水气,震动,撞击?
   (二)电气部分
  1.连接的输出接收部分是什么?
  2.信号形式?
  3.分辨率要求?
  4.控制要求?
■十四. ※从单圈绝对式编码器到多圈绝对式编码器
  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。
  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。
  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,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。
  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。
■十五. ※能介绍一下绝对型编码器的串行和并行输出的详细一点的信息,谢谢!
   并行输出:
  绝对型编码器输出的是多位数码(格雷码或纯二进制码),并行输出就是在接口上有多点高低电平输出,以代表数码的1或0,对于位数不高的绝对编码器,一般就直接以此形式输出数码,可直接进入PLC或上位机的I/O接口,输出即时,连接简单。但是并行输出有如下问题:
  1。必须是格雷码,因为如是纯二进制码,在数据刷新时可能有多位变化,读数会在短时间里造成错码。
  2。所有接口必须确保连接好,因为如有个别连接不良点,该点电位始终是0,造成错码而无法判断。
  3。传输距离不能远,一般在一两米,对于复杂环境,最好有隔离。
  4。对于位数较多,要许多芯电缆,并要确保连接优良,由此带来工程难度,同样,对于编码器,要同时有许多节点输出,增加编码器的故障损坏率。
并行:时间上,数据同时发出;空间上,每个位数的数据各占用一根线缆。
增量型编码器输出的通常是并行输出。
  串行输出:
  串行输出就是通过约定,在时间上有先后的数据输出,这种约定称为通讯规约,其连接的物理形式有RS232、RS422(TTL)、RS485等。
  串行输出连接线少,传输距离远,对于编码器的保护和可靠性就大大提高了,一般高位数的绝对编码器都是用串行输出的。
  由于绝对型编码器的部分知名厂家在德国,所以串行输出大部分是与德国的西门子配套的,如SSI同步串行输出,总线型是PROFIBUS-DP的输出等。
  串行输出编码器连接德国西门子的设备是比较容易的,但是连接非德国系的设备,接口就是问题了,我公司提供各种接口输出的仪表,可以解决这样的问题。
串行:时间上,数据按照约定,有先后;空间上,所有位数的数据都在一组线缆上(先后)发出。
■十六. ※串行编码器应该都是绝对式的?
串行是指按时间约定,串行输出数字编码信号,基本是绝对的,但也有一些增量编码器,通过内置电池记忆原点,其也可以通过串行输出位置值,如电池线不联,还是增量编码器,此也称为伪绝对值编码器,在一些日本伺服系统中较多见。其本质其实还是增量编码器。
■十七. ※有网友问:为什么叫“绝对型编码器”? 
  “绝对型编码器”相对于“增量型编码器”而言。
“绝对型编码器”使用某种方式表示并记忆物体的绝对位置,角度和圈数。即一旦位置,角度和圈数固定,什么时候编码器的示值都唯一固定,包括停电后投电。“增量型编码器”做不到这一点。一般“增量型编码器”输出两个A、B脉冲信号,和一个Z(L)零位信号,A、B脉冲互差90度相位角。通过脉冲计数可以知道位置,角度和圈数增量,通过A,B脉冲信号超前或滞后可以知道方向,停电后,必须从约定的基准重新开始计数。“增量型编码器”表示位置,角度和圈数需要做后处理,重新投电要做“复零”操作,所以,“增量型编码器”比“绝对型编码器”在价格上便宜许多。
■十八. ※有网友问:光电编码器、光学电子尺和静磁栅绝对编码器的优缺点?
   光电编码器:
   1,优点:体积小,精密,本身分辨度可以很高(目前我公司通过细分技术在直径φ66的编码器上可达到54000cpr) ,无接触无磨损;同一品种既可检测角度位移,又可在机械转换装置帮助下检测直线位移;多圈光电绝对编码器可以检测相当长量程的直线位移(如25位多圈)。寿命长,安装随意,接口形式丰富,价格合理。成熟技术,多年前已在国内外得到广泛应用。
   2,缺点:精密但对户外及恶劣环境下使用提出较高的保护要求;量测直线位移需依赖机械装置转换,需消除机械间隙带来的误差;检测轨道运行物体难以克服滑差。 
   光学电子尺:
1,优点:精密,本身分辨度较高(可达到0.005mm);体积适中,直接测量直线位移;无接触无磨损,测量间隙宽泛;价格适中,接口形式丰富,已在国内外金属切削机械行业得到较多应用(如线切割、电火花等)。
2,缺点:测量直线和角度要使用不同品种;量程受限制(量程超过4m,生产制造困难价格昂贵),不适于在大量程恶劣环境处实施位移检测。
静磁栅绝对编码器:
   1,优点:体积适中,直接测量直线位移,绝对数字编码,理论量程没有限制;无接触无磨损,抗恶劣环境,可水下1000米使用;接口形式丰富,量测方式多样;价格尚能接受。 
   2,缺点:分辨度1mm不高;测量直线和角度要使用不同品种;不适于在精小处实施位移检测(大于260毫米)。
■十九. ※我是个新手,想请问,一个圆盘,分50个点,要实现定位控制,转速很慢,是要用到绝对型编码器吗?怎么找原点呢?50个位置定位是360度均匀等分吗?谢谢
绝对编码器的编码都是2的幂次方,没有360度均匀50等分的,要近似,看精度要求有多高,选多高线数的编码器,如果精度要求不是太高的话,用8位256线的就可以了。编码器的每个位置都有唯一编码,编码为零的就可以作为零点,也可以任意位置定义为零,其他位置与其比较计算。
  如果可以用参考点的话,也可以用增量式的,因速度慢,应该选3000线或以上的,每圈一个零位。
■二十. 请简单介绍:RS-232、RS-422与RS-485标准及应用?
RS-232、RS-422与RS-485都是串行数据接口标准,最初都是由电子工业协会(EIA)制订并发布的。
目前RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。RS-232被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。RS-232采取不平衡传输方式,即所谓单端通讯。  
RS-422、RS-485与RS-232不一样,数据信号采用差分传输方式,也称作平衡传输,它使用一对双绞线,将其中一线定义为A,另一线定义为B。
通常情况下,发送驱动器A、B之间的正电平在+2~+6V,是一个逻辑状态,负电平在-2~6V,是另一个逻辑状态。另有一个信号地C,在RS-485中还有一“使能”端,而在RS-422中这是可用可不用的。“使能”端是用于控制发送驱动器与传输线的切断与连接。当“使能”端起作用时,发送驱动器处于高阻状态,称作“第三态”,即它是有别于逻辑“1”与“0”的第三态。
由于RS-485是从RS-422基础上发展而来的,所以RS-485许多电气规定与RS-422相仿。如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻等。RS-485可以采用二线与四线方式,二线制可实现真正的多点双向通信。
RS-485与RS-422的不同还在于其共模输出电压是不同的,RS-485是-7V至+12V之间,而RS-422在-7V至+7V之间,RS-485接收器最小输入阻抗为12k RS-422是4k;由于RS-485满足所有RS-422的规范,所以RS-485的驱动器可以用在RS-422网络中应用。

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