旋轉(zhuǎn)編碼器詳解

1、增量式編碼器的a.b.z  編碼器a、b、z相及其關系   ttl編碼器a相，b相信號，z相信號,u相信號，v相信號，w相信號，分別有什么關系？       對于這個問題的回答我們從以下幾個方面說明：       編碼器只有a相、b相、z相信號的概念。        所謂u相、v相、w相是指的電機的主電源的三相交流供電，與編碼器沒有任何關系。“a相、b相、z相”與“u相、v相、w相”是完全沒有什么關系的兩種概念，前者是編碼器的

2、通道輸出信號；后者是交流電機的三相主回路供電。       而編碼器的a相、b相、z相信號中，a、b兩個通道的信號一般是正交（即互差90°）脈沖信號；而z相是零脈沖信號。詳細來說，就是    一般編碼器輸出信號除a、b兩相（a、b兩通道的信號序列相位差為90度）外，每轉(zhuǎn)一圈還輸出一個零位脈沖z。    當主軸以順時針方向旋轉(zhuǎn)時，輸出脈沖a通道信號位于b通道之前；當主軸逆時針旋轉(zhuǎn)時，a通道信號則位于b通道之后。從而由此判斷主軸是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)。    另外，編碼器每旋轉(zhuǎn)一周發(fā)一個脈沖，稱之

3、為零位脈沖或標識脈沖（即z相信號），零位脈沖用于決定零位置或標識位置。要準確測量零位脈沖，不論旋轉(zhuǎn)方向，零位脈沖均被作為兩個通道的高位組合輸出。由于通道之間的相位差的存在，零位脈沖僅為脈沖長度的一半。     帶u、v、w相的編碼器，應該是伺服電機編碼器    a、b相是兩列脈沖，或正弦波、或方波，兩者的相位相差90度，因此既可以測量轉(zhuǎn)速，還可以測量電機的旋轉(zhuǎn)方向z相是參考脈沖，每轉(zhuǎn)一圈輸出一個脈沖，脈沖寬度往往只占1/4周期，其作用是編碼器自我校正用的，使得編碼器在斷電或丟失脈沖的時候也能正常使用。   abz是編碼器的位

4、置信號，uvw是電機的磁極信號，一般用于同步電機；   ab對于ttl/htl編碼器來說，ab相根據(jù)編碼器的細分度不同，每圈有很多個，但z相每圈只有一個；   uvw磁極信號之間相位差是120度，隨著編碼器的角度轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，與abz之間可以說沒有直接關系。/#    編碼器a+a-b+b-z+z-怎么用分別代表什么意思？     這種編碼器的輸出方式為長線驅(qū)動（line driver），其中a+a-b+b-z+z-為輸出的信號線，增量編碼器給出兩相方波，它們的相位差90°（電氣上），通常稱為a通道和b通道

5、。其中一個通道給出與轉(zhuǎn)速有關的信息，與此同時，通過兩個通道信號進行順序?qū)Ρ?，得到旋轉(zhuǎn)方向的信息。還有一個特殊信號稱為z或零通道，該通道給出編碼軸的絕對零位，此信號是一個方波與a通道方波的中心線重合。    a+,a-為互補信號，b+,b-為互補信號,z+,z-為互補信號；長線驅(qū)動線路用于電氣受干擾或編碼器與接收系統(tǒng)之間是長距離的工作環(huán)境。數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收在兩個互補的通道中進行。所以，干擾受到抑制（干擾是由電纜或相鄰設備引起的）。這種干擾叫做“共模干擾”，因為他們的產(chǎn)生原于一個公共點：系統(tǒng)接地點。此外，長線驅(qū)動發(fā)送和接收信號是以“差動方式”進行的?；蛘哒f，它的工作原理是在互補

6、通道間的電壓差上傳達。因此可以有效地抑制對它的共模干擾。這種傳送方式在采用5伏電壓時可認為與rs422兼容，而且供電電源可達24伏特。    使用線性驅(qū)動編碼器時，需要和線性的計數(shù)模塊相連接，運動控制卡（pg卡），在控制卡上直接有相對應的接口abb-asm1的變頻器，有專門的運動控制卡。  a,b相是計數(shù)相，它們計數(shù)時脈沖是一樣多的，只是相位相差90°，用b相超前或是滯后a相90°來判斷正反轉(zhuǎn). z相是計圈相，編碼器每旋轉(zhuǎn)360°，發(fā)一個脈沖，一般用在絕對位置控制中名稱：無刷伺服電機100w詳細資料：特性    &

7、#160;  杰美康無刷伺服電機是一種低成本無刷伺服電機，其配套mcac506、mcac706、mcac808伺服驅(qū)動時，可讓用戶以接近步進系統(tǒng)的價格享受到交直流伺服的性能。      jsf系列：產(chǎn)品額定轉(zhuǎn)速3000rpm,低速可達1rpm，具有運行噪音小、電機發(fā)熱低的優(yōu)點。電機編碼器為1000線（4000脈沖/轉(zhuǎn)）,可實現(xiàn)高速度、高精度、低噪音、低發(fā)熱、低成本效果。     jsfm系列電機：采用法蘭盤，與57步進電機安裝尺寸兼容, 57jsf系列采用圓型端蓋，適用于特殊用途。 編碼器選型必須了解的五個參數(shù)脈沖

8、數(shù)（每轉(zhuǎn)輸出脈沖數(shù)p / r）；信號輸出形式（信號路數(shù)及信號輸出形式）；電源電壓（512v為低電壓，1224為高電壓）；軸徑（mm）；外型尺寸（mm）。（例：用戶要求訂購100脈沖、三路信號長線驅(qū)動器輸出、電壓5v、軸徑6mm、外形尺寸38mm的，則我們編碼器的型號為*)光電編碼器安裝與使用 機 械 方 面 實心軸類 1編碼器軸與用戶端輸出軸之間采用彈性軟連接，以避免因用戶軸的串動、跳動而造成編碼器軸系和碼盤的損壞。2安裝時請注意允許的軸負載。3應保證編碼器軸與用戶輸出軸的不同軸度0.20mm，與軸線的偏角1.5°。4安裝時

9、嚴禁敲擊和摔打碰撞，以免損壞軸系和碼盤。 空心軸類 1要避免與編碼器剛性連接，應采用板彈簧。2安裝時編碼器應輕輕推入被套軸，嚴禁用錘敲擊，以免損壞軸系和碼盤。 3長期使用時，請檢查板彈簧相對編碼器是否松動；因定編碼器的螺釘是否松動。   電 氣 方 面 1接地線應盡量粗，一般應大于3。2編碼器的輸出線彼此不要搭接，以免損壞輸出電路。3編碼器的信號線不要接到直流電源上或交流電流上，以免損壞輸出電路。4與編碼器相連的電機等設備，應接地良好，不要有靜電。5配線時應采用屏蔽電纜。6開機前，應仔細檢查，產(chǎn)

10、品說明書與編碼器型號是否相符，接線是否正確。7長距離傳輸時，應考慮信號衰減因素，選用輸出阻抗低，抗干擾能力強的輸出方式。8避免在強電磁波環(huán)境中使用。 /#/絕對型編碼器：每個位置變化都產(chǎn)生一個固定的代碼。絕對型旋轉(zhuǎn)編碼器具有斷電記憶功能，即斷電后當前位置被記下來，無需在復電工作時重新尋找參考位 增量型編碼器：通過軸的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生一系列的脈沖信號。運動速度由一定時間內(nèi)所產(chǎn)生的脈沖信號決定。脈沖信號輸出可與計數(shù)器或plc的輸入模塊相連，起到測量的目的。/#/一、光電編碼器簡介    光電編碼器是一種集光、機、電為一體的數(shù)字檢測裝置，它是一種通過光電轉(zhuǎn)換，將輸至軸

11、上的機械、幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器，它主要用于速度或位置（角度）的檢測。具有精度高、響應快、抗干擾能力強、性能穩(wěn)定可靠等顯著的優(yōu)點。按結構形式可分為直線式編碼器和旋轉(zhuǎn)式編碼器兩種類型。     旋轉(zhuǎn)編碼器主要由光柵、光源、檢讀器、信號轉(zhuǎn)換電路、機械傳動等部分組成。光柵面上刻有節(jié)距相等的輻射狀透光縫隙，相鄰兩個透光縫隙之間代表一個增量周期；分別用兩個光柵面感光。由于兩個光柵面具有90°的相位差，因此將該輸出輸入數(shù)字加減計算器，就能以分度值來表示角度。它們的節(jié)距從光電編碼器的輸出信號種類來劃分，可分為增量式和絕對值式兩大類。  

12、;   旋轉(zhuǎn)增量式編碼器轉(zhuǎn)動時輸出脈沖，通過計數(shù)設備來知道其位置，當編碼器不動或停電時，依靠計數(shù)設備的內(nèi)部記憶來記住位置。這樣，當停電后，編碼器不能有任何的移動；當來電工作時，編碼器輸出脈沖過程中，也不能有干擾而丟失脈沖，不然，計數(shù)設備記憶的零點就會偏移，而且這種偏移的量是無從知道的，只有錯誤的生產(chǎn)結果出現(xiàn)后才能知道。     絕對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)，這就稱為位絕對編碼器。這樣的編碼器是

13、由碼盤的機械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。絕對編碼器由機械位置決定的每個位置的唯一性，它無需記憶，無需找參考點，而且不用一直計數(shù)，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(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。由于絕對編碼器在定位方面明顯地優(yōu)于增量式編碼器，已經(jīng)越來越多地應用于工業(yè)控制定位中。     編碼器信號輸出有并行輸出、串行輸出、總線型輸出、變送一體型輸出等輸出形式。串行輸出是時間上數(shù)據(jù)按照約定，有先后輸出；空間上，所有位數(shù)的數(shù)據(jù)都在一組電纜上(先后)發(fā)出。這種約定稱為“通訊協(xié)議”，其連接的物理形式有rs232、rs422(ttl)

14、、rs485等。串行輸出連接線少，傳輸距離遠，可靠性就大大提高了，但傳輸速度比并行輸出慢。對于絕對編碼器，信號并行輸出是時間上數(shù)據(jù)同時發(fā)出：空間上，每個位數(shù)的數(shù)據(jù)各占用一根線纜。對于位數(shù)不高的絕對編碼器，一般就直接以此形式輸出數(shù)碼，可直接進入plc或上位機的io接口。這種方式輸出即時，連接簡單。但是，對于位數(shù)較多的絕對編碼器，有許多芯電纜，由此帶來工程難度和諸多不便、降低了可靠性。因此，在絕對編碼器多位數(shù)輸出一般不采用并行輸出型，而是選用串行輸出或總線型輸出。 二、光電編碼器的分類 按測量方式的分類：    旋轉(zhuǎn)編碼器   

15、          直尺編碼器 按編碼方式的分類：  絕對式編碼器    增量式編碼器   混合式編碼器 三、光電編碼器的應用     近十幾年來，光電編碼器發(fā)展為一種成熟的多規(guī)格、高性能的系列工業(yè)化產(chǎn)品，在數(shù)控機床、機器人、雷達、光電經(jīng)緯儀、地面指揮儀、高精度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)等諸多領域中得到了廣泛的應用。   旋轉(zhuǎn)編碼器是用來測量轉(zhuǎn)速的裝置，光電式旋轉(zhuǎn)編碼器通過光電轉(zhuǎn)換，可將輸出

16、軸的角位移、角速度等機械量轉(zhuǎn)換成相應的電脈沖以數(shù)字量輸出（rep）。它分為單路輸出和雙路輸出兩種。技術參數(shù)主要有每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)（幾十個到幾千個都有），和供電電壓等。單路輸出是指旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出是一組脈沖，而雙路輸出的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出兩組a/b相位差90度的脈沖，通過這兩組脈沖不僅可以測量轉(zhuǎn)速，還可以判斷旋轉(zhuǎn)的方向。編碼器如以信號原理來分可分為增量脈沖編碼器:spc絕對脈沖編碼器:apc兩者一般都應用于速度控制或位置控制系統(tǒng)的檢測元件.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(qū)動（對稱a,a-;b,b-;z,z

17、-）,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。信號連接編碼器的脈沖信號一般連接計數(shù)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。如單相聯(lián)接，用于單方向計數(shù)，單方向測速。a.b兩相聯(lián)接，用于正反向計數(shù)、判斷正反向和測速。a、b、z三相聯(lián)接，用于帶參考位修正的位置測量。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，衰減最小，抗干擾最佳，可傳輸較遠的距離。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。旋轉(zhuǎn)編碼器由精密器件構成，故當受到較大的沖擊時，可能會損壞內(nèi)部功能

18、，使用上應充分注意。注意的事項是：（1）安裝安裝時不要給軸施加直接的沖擊。編碼器軸與機器的連接，應使用柔性連接器。在軸上裝連接器時，不要硬壓入。即使使用連接器，因安裝不良，也有可能給軸加上比允許負荷還大的負荷，或造成撥芯現(xiàn)象，因此，要特別注意。軸承壽命與使用條件有關，受軸承荷重的影響特別大。如軸承負荷比規(guī)定荷重小，可大大延長軸承壽命。不要將旋轉(zhuǎn)編碼器進行拆解，這樣做將有損防油和防滴性能。防滴型產(chǎn)品不宜長期浸在水、油中表面有水、油時應擦拭干凈。（2）振動加在旋轉(zhuǎn)編碼器上的振動，往往會成為誤脈沖發(fā)生的原因。因此，應對設置場所、安裝場所加以注意。每轉(zhuǎn)發(fā)生的脈沖數(shù)越多，旋轉(zhuǎn)槽圓盤的槽孔間隔越窄，越易受

19、到振動的影響。在低速旋轉(zhuǎn)或停止時，加在軸或本體上的振動使旋轉(zhuǎn)槽圓盤抖動，可能會發(fā)生誤脈沖。（3）關于配線連接誤配線，可能會損壞內(nèi)部回路，故在配線時應充分注意： 配線應在電源off狀態(tài)下進行，電源接通時，若輸出線接觸電源，則有時會損壞輸出回路。 若配線錯誤，則有時會損壞內(nèi)部回路，所以配線時應充分注意電源的極性等。3 若和高壓線、動力線并行配線，則有時會受到感應造成誤動作成損壞，所以要分離開另行配線。 延長電線時，應在10m以下。并且由于電線的分布容量，波形的上升、下降時間會較長，有問題時，采用施密特回路等對波形進行整形。 為了避免感應噪聲等，要盡

20、量用最短距離配線。向集成電路輸入時，特別需要注意。6 電線延長時，因?qū)w電阻及線間電容的影響，波形的上升、下降時間加長，容易產(chǎn)生信號間的干擾（串音），因此應用電阻小、線間電容低的電線（雙絞線、屏蔽線）。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/#/產(chǎn)品分類：（1） 絕對型：其輸出信號為計算機能直接識別的二進碼，bcd碼或格雷碼。（2） 增量型：其輸出信號為連續(xù)的方波脈沖，我公司增量型編碼器又分為以下幾種：     a. 主軸型：其特點為可制作303600 p / r的脈沖，規(guī)格齊全，適合多種場合?；拘吞栍衖sc、isl、isca

21、、等系列     b. 中空型：其特點為可制作303600 p / r的脈沖,采用彈簧板連接，安裝方便,適合于dc和ac馬達?；拘吞杋hc、iha等系列。    c. 手動型：其特點為可制作25100 p / r的脈沖，手感均勻、靈活，體積更小，使用壽命更長。基本型號有ism等系列。(3)信號輸出說明b 表示a、b兩信號輸出，信號相差90度。bz 表示a、b兩信號輸出，信號相差90度+原點信號輸出。（4） 信號輸出形式說明e 表示電壓輸出（4.5v13.2v）。c 表示集電極開放輸出，有npn型集電極開放輸出（4.5v13.2v）、npn型高

22、電壓集電極開放輸出（10.8v26.4v）、c2-pnp型高電壓集電極開放輸出（10.8v26.4）。          f 表示推拉（互補，推挽）輸出（10.8v26.4v）。          l 表示長線驅(qū)動輸出（4.75v5.25v）。          t-表示長線驅(qū)動輸出（10.8v26.4v）。/#/一、按碼盤的刻孔方式不同分為：增量型和絕對值型 1、增量型：就是每轉(zhuǎn)過單位的角度就發(fā)出一個脈沖信號（也有發(fā)正余弦信號，然后對其進行細分

23、斬波出頻率更高的脈沖），通常為a、b、z相輸出，a、b相為相互延遲1/4周期的脈沖輸出，根據(jù)延遲關系可以區(qū)別正反轉(zhuǎn)，而且通過取a、b的上升和下降沿可以進行2或4倍頻；z相為單圈脈沖，即每圈發(fā)出一個脈沖。 2、絕對值型：就是對應一圈每個基準的角度發(fā)出一個唯一與該角度對應2進制的數(shù)值，通過外部記圈器件可以進行多個位置的記錄和測量（n=單圈位置數(shù)*最大記憶圈數(shù)）按二進制的類型不同分為一般二進制碼和葛雷碼，葛雷碼的好處是臨近的數(shù)值變更時各位的狀態(tài)只有一個位發(fā)生變化，其他位保持不變。二、按信號的輸出類型分為：電壓輸出、集電極開路輸出、推拉互補輸出和長線驅(qū)動輸出。 以工作原理分有增量式與絕對式.絕對式還有單圈(360度以內(nèi)工作)和多圈之分. 以電氣輸出物理形式分增量值輸出有正弦波(電壓或電流)輸出集電極開路輸出(npn或pnp)差分驅(qū)動輸出(或ttl)推挽式輸出(或htl)上拉電壓輸出 絕對值輸出有并行5v或24