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增量型編碼器與絕對型編碼器的區分

2016/09/07

編碼器如以信號原理來分,有增量型編碼器,絕對型編碼器。
一、增量型編碼器(旋轉型) 
 
1、工作原理:   
由一個中心有軸的光電碼盤,其上有環形通、暗的刻線,有光電發射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D,每個正弦波相差90度相位差(相對于一個周波為360度),將C、D信號反向,疊加在A、B兩相上,可增強穩定信號;另每轉輸出一個Z相脈沖以代表零位參考位?! ?/FONT>
由于A、B兩相相差90度,可通過比較A相在前還是B相在前,以判別編碼器的正轉與反轉,通過零位脈沖,可獲得編碼器的零位參考位。
編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料,玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線,其熱穩定性好,精度高,金屬碼盤直接以通和不通刻線,不易碎,但由于金屬有一定的厚度,精度就有限制,其熱穩定性就要比玻璃的差一個數量級,塑料碼盤是經濟型的,其成本低,但精度、熱穩定性、壽命均要差一些?! ?/FONT>
分辨率—編碼器以每旋轉360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率,也稱解析分度、或直接稱多少線,一般在每轉分度5~10000線?!?/FONT>
2、信號輸出:   
信號輸出有正弦波(電流或電壓),方波(TTL、HTL),集電極開路(PNP、NPN),推拉式多種形式,其中TTL為長線差分驅動(對稱A,A-;B,B-;Z,Z-),HTL也稱推拉式、推挽式輸出,編碼器的信號接收設備接口應與編碼器對應。
  
3、信號連接:
編碼器的脈沖信號一般連接計數器、PLC、計算機,PLC和計算機連接的模塊有低速模塊與高速模塊之分,開關頻率有低有高?!?/FONT>
如單相聯接,用于單方向計數,單方向測速?! ?/FONT>
A.B兩相聯接,用于正反向計數、判斷正反向和測速?! ?/FONT>
A、B、Z三相聯接,用于帶參考位修正的位置測量?! ?/FONT>
A、A-,B、B-,Z、Z-連接,由于帶有對稱負信號的連接,電流對于電纜貢獻的電磁場為0,衰減較小,抗干擾較佳,可傳輸較遠的距離?! ?/FONT>
對于TTL的帶有對稱負信號輸出的編碼器,信號傳輸距離可達150米?! ?/FONT>
對于HTL的帶有對稱負信號輸出的編碼器,信號傳輸距離可達300米。
      
4、增量式編碼器的問題:
增量型編碼器存在零點累計誤差,抗干擾較差,接收設備的停機需斷電記憶,開機應找零或參考位等問題,這些問題如選用絕對型編碼器可以解決。
    
5、增量型編碼器的一般應用:
測速,測轉動方向,測移動角度、距離(相對)?!?/FONT>
 
二、絕對型編碼器(旋轉型)      
1、絕對編碼器光碼盤上有許多道光通道刻線,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進制編碼(格雷碼),這就稱為n位絕對編碼器。這樣的編碼器是由光電碼盤的機械位置決定的,它不受停電、干擾的影響?! ?/FONT>
絕對編碼器由機械位置決定的每個位置是唯一的,它無需記憶,無需找參考點,而且不用一直計數,什么時候需要知道位置,什么時候就去讀取它的位置。這樣,編碼器的抗干擾特性、數據的可靠性大大提高了。     
2、從單圈絕對值編碼器到多圈絕對值編碼器
旋轉單圈絕對值編碼器,以轉動中測量光電碼盤各道刻線,以獲取唯一的編碼,當轉動超過360度時,編碼又回到原點,這樣就不符合絕對編碼唯一的原則,這樣的編碼只能用于旋轉范圍360度以內的測量,稱為單圈絕對值編碼器?! ?/FONT>
如果要測量旋轉超過360度范圍,就要用到多圈絕對值編碼器。
編碼器生產廠家運用鐘表齒輪機械的原理,當中心碼盤旋轉時,通過齒輪傳動另一組碼盤(或多組齒輪,多組碼盤),在單圈編碼的基礎上再增加圈數的編碼,以擴大編碼器的測量范圍,這樣的絕對編碼器就稱為多圈式絕對編碼器,它同樣是由機械位置確定編碼,每個位置編碼唯一不重復,而無需記憶?! ?/FONT>
多圈編碼器另一個優點是由于測量范圍大,實際使用往往富裕較多, 這樣在安裝時不必要費勁找零點, 將某一中間位置作為起始點就可以了,而大大簡化了安裝調試難度。

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