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類型分類：: 科普知識(shí)

數(shù)據(jù)分類：: 編碼器

旋轉(zhuǎn)編碼器應(yīng)用注意事項(xiàng)

發(fā)布日期：2022-10-09 點(diǎn)擊率：88

    ．※ 有網(wǎng)友問：增量旋轉(zhuǎn)編碼器選型有哪些注意事項(xiàng)？
應(yīng)注意三方面的參數(shù)：
1．械安裝尺寸，包括定位止口，軸徑，安裝孔位；電纜出線方式；安裝空間體積；工作環(huán)境防護(hù)等級(jí)是否滿足要求。
2．分辨率，即編碼器工作時(shí)每圈輸出的脈沖數(shù)，是否滿足設(shè)計(jì)使用精度要求。
3．電氣接口，編碼器輸出方式常見有推拉輸出（F型HTL格式），電壓輸出（E），集電極開路（C，常見C為NPN型管輸出，C2為PNP型管輸出），長線驅(qū)動(dòng)器輸出。其輸出方式應(yīng)和其控制系統(tǒng)的接口電路相匹配。
■二．※ 有網(wǎng)友問：請(qǐng)教如何使用增量編碼器？
　　 1，增量型旋轉(zhuǎn)編碼器有分辨率的差異，使用每圈產(chǎn)生的脈沖數(shù)來計(jì)量，數(shù)目從6到5400或更高，脈沖數(shù)越多，分辨率越高；這是選型的重要依據(jù)之一。
　　 2，增量型編碼器通常有三路信號(hào)輸出（差分有六路信號(hào)）：A,B和Z，一般采用TTL電平，A脈沖在前，B脈沖在后，A,B脈沖相差90度，每圈發(fā)出一個(gè)Z脈沖，可作為參考機(jī)械零位。一般利用A超前B或B超前A進(jìn)行判向，我公司增量型編碼器定義為軸端看編碼器順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為正轉(zhuǎn)，A超前B為90°，反之逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為反轉(zhuǎn)B超前A為90°。也有不相同的，要看產(chǎn)品說明。
　　 3，使用PLC采集數(shù)據(jù)，可選用高速計(jì)數(shù)模塊；使用工控機(jī)采集數(shù)據(jù)，可選用高速計(jì)數(shù)板卡；使用單片機(jī)采集數(shù)據(jù)，建議選用帶光電耦合器的輸入端口。
　　 4，建議B脈沖做順向（前向）脈沖，A脈沖做逆向（后向）脈沖，Z原點(diǎn)零位脈沖。
　　 5，在電子裝置中設(shè)立計(jì)數(shù)棧。
■三．※ 關(guān)于戶外使用或惡劣環(huán)境下使用
　　有網(wǎng)友來email問，他的設(shè)備在野外使用，現(xiàn)場環(huán)境臟，而且怕撞壞編碼器。
　　我公司有鋁合金（特殊要求可做不銹鋼材質(zhì)）密封保護(hù)外殼，雙重軸承重載型編碼器，放在戶外不怕臟，鋼廠、重型設(shè)備里都可以用。
不過如果編碼器安裝部分有空間，我還是建議在編碼器外部再加裝一防護(hù)殼，以加強(qiáng)對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，必竟編碼器屬精密元件，一臺(tái)編碼器和一個(gè)防護(hù)殼的價(jià)值比較還是有一定差距的。
■四．※ 從接近開關(guān)、光電開關(guān)到旋轉(zhuǎn)編碼器：
　　工業(yè)控制中的定位，接近開關(guān)、光電開關(guān)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成熟了，而且很好用。可是，隨著工控的不斷發(fā)展，又有了新的要求，這樣，選用旋轉(zhuǎn)編碼器的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)就突出了：
　　信息化：除了定位，控制室還可知道其具體位置；
　　柔性化：定位可以在控制室柔性調(diào)整；
　　現(xiàn)場安裝的方便和安全、長壽：拳頭大小的一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器，可以測量從幾個(gè)μ到幾十、幾百米的距離，n個(gè)工位，只要解決一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器的安全安裝問題，可以避免諸多接近開關(guān)、光電開關(guān)在現(xiàn)場機(jī)械安裝麻煩，容易被撞壞和遭高溫、水氣困擾等問題。由于是光電碼盤，無機(jī)械損耗，只要安裝位置準(zhǔn)確，其使用壽命往往很長。
　　多功能化：除了定位，還可以遠(yuǎn)傳當(dāng)前位置，換算運(yùn)動(dòng)速度，對(duì)于變頻器，步進(jìn)電機(jī)等的應(yīng)用尤為重要。
　　經(jīng)濟(jì)化：對(duì)于多個(gè)控制工位，只需一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器的成本，以及更主要的安裝、維護(hù)、損耗成本降低，使用壽命增長，其經(jīng)濟(jì)化逐漸突顯出來。
　　如上所述優(yōu)點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)編碼器已經(jīng)越來越廣泛地被應(yīng)用于各種工控場合。
■五. ※  關(guān)于電源供應(yīng)及編碼器和PLC連接：
　　一般編碼器的工作電源有三種：5Vdc、5-13 Vdc或11-26Vdc。如果你買的編碼器用的是11-26Vdc的，就可以用PLC的24V電源，需注意的是：
　　1．編碼器的耗電流，在PLC的電源功率范圍內(nèi)。
　　2．編碼器如是并行輸出，連接PLC的I/O點(diǎn)，需了解編碼器的信號(hào)電平是推拉式（或稱推挽式）輸出還是集電極開路輸出，如是集電極開路輸出的，有N型和P型兩種，需與PLC的I/O極性相同。如是推拉式輸出則連接沒有什么問題。
　　3．編碼器如是驅(qū)動(dòng)器輸出，一般信號(hào)電平是5V的，連接的時(shí)候要小心，不要讓24V的電源電平串入5V的信號(hào)接線中去而損壞編碼器的信號(hào)端。（我公司也可以做寬電壓驅(qū)動(dòng)器輸出（5-30 Vdc），有此要求定貨時(shí)要注明）
■六. ※在很多的情況之下是編碼器并沒有壞，而只是干擾的原因，造成波型不好，導(dǎo)致計(jì)數(shù)不準(zhǔn)。請(qǐng)教如何進(jìn)行判斷？謝謝！
編碼器屬精密元件，這主要因?yàn)榫幋a器周圍干擾比較嚴(yán)重，比如：是否有大型電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)頻繁起動(dòng)造成干擾，是否和動(dòng)力線同一管道傳輸?shù)取！　?br> 　　選擇什么樣的輸出對(duì)抗干擾也很重要，一般輸出帶反向信號(hào)的抗干擾要好一些，即A+~A-,B+~B-,Z+~Z-，其特征是加上電源8根線，而不是5根線(共零)。帶反向信號(hào)的在電纜中的傳輸是對(duì)稱的，受干擾小，在接受設(shè)備中也可以再增加判斷（例如接受設(shè)備的信號(hào)利用A、B信號(hào)90°相位差，讀到電平10、11、01、00四種狀態(tài)時(shí)，計(jì)為一有效脈沖，此方案可有效提高系統(tǒng)抗干擾性能（計(jì)數(shù)準(zhǔn)確））。
　　就是編碼器也有好壞，其碼盤電子芯片內(nèi)部電路信號(hào)輸出的差別很大，要不然怎么一個(gè)1000線的增量型編碼器會(huì)從300多元到3000多元差別那么大呢?
①排除(搬離、關(guān)閉、隔離)干擾源，②判斷是否為機(jī)械間隙累計(jì)誤差，③判斷是否為控制系統(tǒng)和編碼器的電路接口不匹配（編碼器選型錯(cuò)誤）；①②③方法償試后故障現(xiàn)象排除，則可初步判斷，若未排除須進(jìn)一步分析。
判斷是否為編碼器自身故障的簡單方法是排除法。現(xiàn)在我公司編碼器已大規(guī)模生產(chǎn)，技術(shù)生產(chǎn)已成熟運(yùn)用，產(chǎn)品故障率控制在千分之幾。排除法的具體方法是：用一臺(tái)相同型號(hào)的編碼器替換上去，如果故障現(xiàn)象相同，可基本排除是編碼器故障問題，因?yàn)閮膳_(tái)編碼器同時(shí)有故障的小概率事件發(fā)生可能很小，可以看作為0。假如換一臺(tái)相同型號(hào)編碼器上去，故障現(xiàn)象立刻排除，則可基本判定是編碼器故障。
■七. ※請(qǐng)教一下，何為長線驅(qū)動(dòng)？普通型編碼器能否遠(yuǎn)距離傳送？
答：長線驅(qū)動(dòng)也稱差分長線驅(qū)動(dòng)，5V，TTL的正負(fù)波形對(duì)稱形式，由于其正負(fù)電流方向相反，對(duì)外電磁場抵消，故抗干擾能力較強(qiáng)。
普通型編碼器一般傳輸距離是100米，如果是24V HTL型且有對(duì)稱負(fù)信號(hào)的，傳輸距離300-400米。
■八. ※有網(wǎng)友問：能否簡單介紹旋轉(zhuǎn)編碼器檢測直線位移的方法？
　　答：1，使用“彈性連軸器”將旋轉(zhuǎn)編碼器與驅(qū)動(dòng)直線位移的動(dòng)力裝置的主軸直接聯(lián)軸。
　　 2，使用小型齒輪（直齒，傘齒或蝸輪蝸桿）箱與動(dòng)力裝置聯(lián)軸。
　　 3，使用在直齒條上轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪來傳遞直線位移信息。
　　 4，在傳動(dòng)鏈條的鏈輪上獲得直線位移信息。
5，在同步帶輪的同步帶上獲得直線位移信息。
　　 6，使用安裝有磁性滾輪的旋轉(zhuǎn)編碼器在直線位移的平整鋼鐵材料表面獲得位移信息（避免滑差）。
　　 7，使用類似“鋼皮尺”的“可回縮鋼絲總成”連接旋轉(zhuǎn)編碼器來探測直線位移信息（數(shù)據(jù)處理中須克服疊層卷繞誤差）。
　　 8，類似7，使用帶小型力矩電機(jī)的“可回縮鋼絲總成”連接旋轉(zhuǎn)編碼器來探測直線位移信息（目前德國有類似產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，幾乎無疊層卷繞誤差）。
■九. ※  求教：增量光柵Z信號(hào)可否作零點(diǎn)？圓光柵編碼器如何選用？
無論直線光柵還是軸編碼器其Z信號(hào)的均可達(dá)到同AB信號(hào)相同的精確度，只不過軸編碼器是一圈一個(gè)，而直線光柵是每隔一定距離一個(gè)，用這個(gè)信號(hào)可達(dá)到很高的重復(fù)精度。可先用普通的接近開關(guān)初定位，然后找最為接近的Z信號(hào)(每次同方向找)，裝的時(shí)候不要望忘了將其相位調(diào)的和光柵相位一致，否則不準(zhǔn)。
根據(jù)你的細(xì)分精度要求和分辯率要求選用。精度高自然要選用每周線紋高的，精度不高，就沒必要選用高線紋數(shù)的圓光柵編碼器了。
■十. ※請(qǐng)教兩個(gè)問題：增量型編碼器和絕對(duì)型編碼器有何區(qū)別？做一個(gè)伺服系統(tǒng)時(shí)怎么選擇呢？
常用的為增量型編碼器，如果對(duì)位置、零位有嚴(yán)格要求用絕對(duì)型編碼器。伺服系統(tǒng)要具體分析，看應(yīng)用場合。
測速度用常用增量型編碼器，可無限累加測量；測位置用絕對(duì)型編碼器，位置唯一性（單圈或多圈），最終看應(yīng)用場合，看要實(shí)現(xiàn)的目的和要求。
■十一. ※絕對(duì)型旋轉(zhuǎn)編碼器選型注意事項(xiàng)，旋轉(zhuǎn)編碼器和接近開關(guān)、光電開關(guān)優(yōu)勢比較：
絕對(duì)編碼器單圈從經(jīng)濟(jì)型8位到高精度17位，價(jià)格可以從幾百元到1萬多不等；　　
　　絕對(duì)編碼器多圈大部分用25位，輸出有SSI，總線Profibus-DP,Can L2,Interbus,DeviceNet,價(jià)格也可以從3千多到1萬多不等。
    旋轉(zhuǎn)光電編碼器測量角度和長度，已是很成熟的技術(shù)了，現(xiàn)今再用上高精度大量程的絕對(duì)型編碼器，大大提高了測量精度和可靠性，而且經(jīng)濟(jì)實(shí)用。就目前來看，其仍然是測量長度的最多選擇。
■十二. ※從增量式編碼器到絕對(duì)式編碼器
　　旋轉(zhuǎn)增量式編碼器以轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)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(dòng)或停電時(shí)，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(dòng)，當(dāng)來電工作時(shí)，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(huì)偏移，而且這種偏移的量是無從知道的，只有錯(cuò)誤的生產(chǎn)結(jié)果出現(xiàn)后才能知道。
　　解決的方法是增加參考點(diǎn)，編碼器每經(jīng)過參考點(diǎn)，將參考位置修正進(jìn)計(jì)數(shù)設(shè)備的記憶位置。在參考點(diǎn)以前，是不能保證位置的準(zhǔn)確性的。為此，在工控中就有每次操作先找參考點(diǎn)，開機(jī)找零等方法。
　　比如，打印機(jī)掃描儀的定位就是用的增量式編碼器原理，每次開機(jī)，我們都能聽到噼哩啪啦的一陣響，它在找參考零點(diǎn)，然后才工作。
　　這樣的方法對(duì)有些工控項(xiàng)目比較麻煩，甚至不允許開機(jī)找零（開機(jī)后就要知道準(zhǔn)確位置），于是就有了絕對(duì)編碼器的出現(xiàn)。
　　絕對(duì)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(gè)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n位絕對(duì)編碼器。這樣的編碼器

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