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電機為何要安裝編碼器?

發布者:長春三峰光電儀器制造有限公司2019-01-12

某院校的學生到Ms.參的工廠參觀,正巧在總裝分廠看到工人們在為一批電機安裝編碼器。幾個好奇心極強的小哥問一旁指導工人操作的技術人員小D:電機為什么要安裝編碼器?小D解釋說編碼器是個信號傳感器,將電機的運行狀態實時傳送給電機控制器,實現電機的調速、啟停。今天,我們就借這個話題聊聊電機常用的編碼器。

編碼器基本分類

編碼器是一個機械與電子緊密結合的精密測量器件,將信號或數據進行編碼、轉換,用以通訊、傳輸和存儲的信號數據。按照不同的特征,編碼器分類情況如下:

● 碼盤和碼尺。直線位移轉換成電信號的編碼器稱為碼尺,角位移轉換成電信的為碼盤。

● 增量型編碼器。提供位置、角度和圈數等信息,以每圈脈沖數定義分別率。

● 絕對值型編碼器。以角度增量的方式提供位置、角度和圈數等信息,每個角度增量賦予唯一的編碼。

●混合式絕對值編碼器;旌鲜浇^對值編碼器輸出兩組信息:一組信息用于檢測磁極位置,帶有絕對信息功能;另一組則完全同增量式編碼器的輸出信息。

增量式和絕對式編碼器的區別

增量式編碼器將位移轉換成周期性電信號,電信號再轉變成計數脈沖,脈沖的個數表示位移的大;絕對式編碼器中,每一個位置對應一個確定的數字碼,表示的值只與測量的起始和終止位置有關,而與測量的中間過程無關。

使用增量編碼器時,位置是從零位標記開始計算的脈沖數量確定的,而絕對值型編碼器的位置是由輸出代碼的讀數確定的。在一圈里,每個位置的輸出代碼的讀數是唯一的; 因此,當電源斷開時,絕對型編碼器并不與實際的位置分離。如果電源再次接通,那么位置讀數仍是當前的、有效的。

編碼器選型時應確定的參數

● 安裝尺寸、出線方式及防護。包括兩方面:定位止口、軸徑、安裝孔位、電纜出線方式。安裝空間體積;工作環境防護等級是否滿足要求。

● 分辨率。編碼器工作時每圈輸出的脈沖數。

● 編碼器輸出電氣接口。常見的有推拉輸出型、電壓輸出、集電極開路、線驅動輸出型。其輸出方式應和其控制系統的接口電路相匹配。

電機常用的編碼器

●增量型編碼器

直接利用光電轉換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相。A、B兩組脈沖相位差90o,可方便地判斷出旋轉方向;Z相每轉一個脈沖,用于基準點定位。其優點:原理構造簡單,機械平均壽命可在幾萬小時以上,抗干擾能力強,可靠性高,適合于長距離傳輸。缺點:無法輸出軸轉動的絕對位置信息。

●絕對值型編碼器

直接輸出數字量的傳感器,傳感器圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼道,每條道上由透光和不透光的扇形區相間組成,相鄰碼道的扇區數目是雙倍關系,碼盤上的碼道數就是它的二進制數碼的位數,在碼盤的一側是光源,另一側對應每一碼道有一光敏元件;當碼盤處于不同位置時,各光敏元件根據受光照與否轉換出相應的電平信號,形成二進制數。

這種編碼器的特點是不要計數器,在轉軸的任意位置都可讀出一個固定的與位置相對應的數字碼。顯然,碼道越多,分辨率就越高,對于一個具有 N位二進制分辨率的編碼器,其碼盤必須有N條碼道。目前國內已有16位的絕對編碼器產品。

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