編碼器應(yīng)用技術(shù)

1、Never Stop ImprovingNever Stop Improving編碼器應(yīng)用技術(shù)服務(wù)部 楊曉斌 2012-8-18Never Stop ImprovingNever Stop Improving光電編碼器原理一編碼器分類及各自特點(diǎn)二編碼器技術(shù)規(guī)格三目錄目錄編碼器選型-方法與技巧三Never Stop ImprovingNever Stop Improving 光電編碼器可以定義為： 一種通過光電轉(zhuǎn)換，將輸至軸上的機(jī)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(cè)。 光電編碼器是一種集光、機(jī)、電為一體的數(shù)字化檢測(cè)裝置，它具有分辨率高、精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體

2、積小、使用可靠、易于維護(hù)、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。典型的光電編碼器由碼盤（Disk）、檢測(cè)光柵（Mask）、光電轉(zhuǎn)換電路（包括光源、光敏器件、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路）及機(jī)械部件等組成。 增量式光電編碼器的特點(diǎn)是每產(chǎn)生一個(gè)輸出脈沖信號(hào)就對(duì)應(yīng)于一個(gè)增量位移，但是不能通過輸出脈沖區(qū)別出是在哪個(gè)位置上的增量。 一般來說，增量式光電編碼器輸出A，B兩相互差90電度角的脈沖信號(hào)（即所謂的兩組正交輸出信號(hào)），從而可方便地判斷出旋轉(zhuǎn)方向。同時(shí)還有用作參考零位的Z相標(biāo)志（指示）脈沖信號(hào)，碼盤每旋轉(zhuǎn)一周，只發(fā)出一個(gè)標(biāo)志信號(hào)，標(biāo)志脈沖通常用來指示機(jī)械位置或?qū)Ψe累量清零。 光電編碼器原理光電編碼器原理Never Stop Improv

3、ingNever Stop Improving光電編碼器原理光電編碼器原理Never Stop ImprovingNever Stop Improving光電編碼器原理一編碼器分類及各自特點(diǎn)二編碼器技術(shù)規(guī)格三目錄目錄編碼器選型與安裝應(yīng)用三Never Stop ImprovingNever Stop Improving一般來說，根據(jù)光電編碼器產(chǎn)生脈沖的方式不同，可以分為增量式和絕對(duì)式；按編碼器運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)方式來分，可以分為旋轉(zhuǎn)式和直線式；按輸出信號(hào)的不同，可以分為模擬量編碼器和數(shù)字編碼器。編碼器分類及各自特點(diǎn)編碼器分類及各自特點(diǎn)Never Stop ImprovingNever Stop Im

4、proving編碼器分類及各自特點(diǎn)編碼器分類及各自特點(diǎn)Never Stop ImprovingNever Stop Improving編碼器分類及各自特點(diǎn)編碼器分類及各自特點(diǎn)Never Stop ImprovingNever Stop Improving編碼器分類及各自特點(diǎn)編碼器分類及各自特點(diǎn)省線式編碼器Never Stop ImprovingNever Stop Improving編碼器分類及各自特點(diǎn)編碼器分類及各自特點(diǎn)絕對(duì)值編碼器絕對(duì)值編碼器光碼盤上有許多道由里至外的刻線碼道，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n個(gè)光柵讀取每道刻線的通、暗，獲得一組

5、從2的零次方到2的n-1次方變化的唯一的二進(jìn)制編碼（格雷碼?。?，這就稱為n位絕對(duì)值編碼器。絕對(duì)值編碼器由機(jī)械位置決定每個(gè)位置的唯一性，每個(gè)位置的編碼是唯一且絕對(duì)的，所以稱為絕對(duì)值編碼器。它不受停電、干擾的影響。它無需記憶，無需找參考點(diǎn)，而且不用一直計(jì)數(shù)，什么時(shí)候需要知道位置，什么時(shí)候就可以去讀取它的值。這樣，編碼器的抗干擾性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。在它的圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼道，每條上由透光和不透光的扇形區(qū)相間組成，相鄰碼道的扇區(qū)數(shù)目是雙倍關(guān)系，碼盤上的碼道數(shù)就是它的二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)，顯然，碼道越多，分辨率就越高，對(duì)于一個(gè)具有N位二進(jìn)制分辨率的編碼器，其碼盤必須有N條碼道。 Never

6、 Stop ImprovingNever Stop Improving編碼器分類及各自特點(diǎn)編碼器分類及各自特點(diǎn)絕對(duì)值編碼器碼制與碼盤絕對(duì)式光電編碼器的碼盤按照其所用的碼制可以分為二進(jìn)制碼碼盤、循環(huán)碼（格雷碼）碼盤、十進(jìn)制碼碼盤、六十進(jìn)制碼（度、分、秒進(jìn)制）碼盤等。4位二元碼盤（二進(jìn)制、格雷碼）。圖中黑、白色分別表示透光、不透光區(qū)域。Never Stop ImprovingNever Stop Improving編碼器分類及各自特點(diǎn)編碼器分類及各自特點(diǎn)絕對(duì)值編碼器n2360 niiiNC12360（a)圖示是一個(gè)4位二進(jìn)制碼盤，它的最里圈碼道為第1碼道，半圈透光半圈不透光，對(duì)應(yīng)于最高位C1，最外

7、圈為第n碼道，共分成2的 n次方個(gè)亮暗間隔，對(duì)應(yīng)于最低位Cn。 n位二元碼盤最小分辨率為：碼盤轉(zhuǎn)角（單位：）與轉(zhuǎn)換出的二進(jìn)制數(shù)碼C1、C2Cn及十進(jìn)制數(shù)N的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：Never Stop ImprovingNever Stop Improving編碼器分類及各自特點(diǎn)編碼器分類及各自特點(diǎn)絕對(duì)值編碼器4位循環(huán)碼盤，它與二進(jìn)制碼盤相同的是，碼道數(shù)也等于數(shù)碼位數(shù)，因此最小分辨率也是按公式360/ 2 n求得.最內(nèi)圈也是半圈透光半圈不透光，對(duì)應(yīng)R1位，最外圈是第n碼道，對(duì)應(yīng)R n位。與二進(jìn)制碼盤不同的是：其第2碼道也是一半透光一半不透光，第i碼道分為2的 i-1次方個(gè)黑白間隔，第i碼道的黑白分界線與第

8、i-1碼道的黑白分界線錯(cuò)開360/ 2 i。循環(huán)碼盤轉(zhuǎn)到相鄰區(qū)域時(shí)，編碼中只有一位發(fā)生變化。 Never Stop ImprovingNever Stop Improving編碼器分類及各自特點(diǎn)編碼器分類及各自特點(diǎn)絕對(duì)值編碼器十進(jìn)制數(shù)自然二進(jìn)制數(shù)格雷碼十進(jìn)制數(shù)自然二進(jìn)制數(shù)格雷碼000000000810001100100010001910011101200100011101010111130011001011101111104010001101211001010501010111131101101160110010114111010017011101001511111000 一種自然二進(jìn)制碼與格

9、雷碼的對(duì)照表一種自然二進(jìn)制碼與格雷碼的對(duì)照表Never Stop ImprovingNever Stop Improving編碼器分類及各自特點(diǎn)編碼器分類及各自特點(diǎn)絕對(duì)值編碼器旋轉(zhuǎn)單圈絕對(duì)值編碼器，以轉(zhuǎn)動(dòng)中測(cè)量光碼盤各碼道刻線，以獲取唯一的一組編碼，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)超過360時(shí)，編碼又回到原點(diǎn)，這樣就不符合絕對(duì)編碼唯一的原則，這樣的編碼器只能用于旋轉(zhuǎn)360以內(nèi)的測(cè)量，稱為單圈絕對(duì)值編碼器.絕對(duì)值多圈有機(jī)械齒輪組絕對(duì)計(jì)圈與電子增量計(jì)圈等多種（還有其他計(jì)圈方式，但不多見）。內(nèi)部機(jī)械齒輪組轉(zhuǎn)動(dòng)絕對(duì)計(jì)圈，不僅每圈位置是絕對(duì)的，而且圈數(shù)也是絕對(duì)值的，稱為絕對(duì)值真多圈。類似于鐘表，有了60min,內(nèi)部齒輪計(jì)一個(gè)位置

10、，就是1點(diǎn)鐘，這樣就可以有12h60min的量程。但是這樣的話，圈數(shù)就有個(gè)范圍（12h），例如現(xiàn)在多圈絕對(duì)值編碼器較多的4096圈和65536圈兩種。電子增量計(jì)圈，通過電池記憶圈數(shù)，實(shí)際上是單圈絕對(duì)，多圈增量，其好處是省掉了一組機(jī)械齒輪，經(jīng)濟(jì)、體積小且沒有圈數(shù)限制，似乎也不錯(cuò)，但是它畢竟是多圈增量的，不能算真正意義上的絕對(duì)值。什么是真正意義上的絕對(duì)值？就是不依賴于前次歷史的直接讀數(shù)。電子增量計(jì)圈在停電后，由于電池低功耗的要求，移動(dòng)的速度與范圍其實(shí)是有限制的，另外加上電池的原因，可靠性方面還是有疑問的，例如高速中的漏圈、干擾中的錯(cuò)圈、正好在12鐘位置的抖動(dòng)錯(cuò)圈、電池失效錯(cuò)圈。尤其是如果計(jì)圈失誤，

11、反而無法找到原來的絕對(duì)位置。Never Stop ImprovingNever Stop Improving編碼器分類及各自特點(diǎn)編碼器分類及各自特點(diǎn)正余弦編碼器Never Stop ImprovingNever Stop Improving編碼器分類及各自特點(diǎn)編碼器分類及各自特點(diǎn)旋轉(zhuǎn)變壓器Never Stop ImprovingNever Stop Improving編碼器分類及各自特點(diǎn)編碼器分類及各自特點(diǎn)編碼器信號(hào)輸出形式增量式光電編碼器的信號(hào)輸出形式有：集電極開路輸出（Open Collector）、電壓輸出（Voltage Output）、線驅(qū)動(dòng)輸出（Line Driver）、互補(bǔ)型輸出

12、（Complementally Output）和推挽式輸出（Totem Pole）。Never Stop ImprovingNever Stop Improving編碼器分類及各自特點(diǎn)編碼器分類及各自特點(diǎn)絕對(duì)值編碼器絕對(duì)值編碼器信號(hào)輸出有并行輸出、串行輸出、總線型輸出、變送一體型輸出幾種Never Stop ImprovingNever Stop Improving編碼器分類及各自特點(diǎn)編碼器分類及各自特點(diǎn)絕對(duì)值編碼器絕對(duì)值編碼器信號(hào)輸出有并行輸出、串行輸出、總線型輸出、變送一體型輸出幾種Never Stop ImprovingNever Stop Improving編碼器分類及各自特點(diǎn)編碼器分

13、類及各自特點(diǎn)Never Stop ImprovingNever Stop Improving編碼器分類及各自特點(diǎn)編碼器分類及各自特點(diǎn)Never Stop ImprovingNever Stop Improving編碼器分類及各自特點(diǎn)編碼器分類及各自特點(diǎn)Never Stop ImprovingNever Stop Improving光電編碼器原理一編碼器分類及各自特點(diǎn)二編碼器技術(shù)規(guī)格三目錄目錄編碼器選型與安裝應(yīng)用三Never Stop ImprovingNever Stop Improving在增量式光電編碼器的使用過程中，對(duì)于其技術(shù)規(guī)格通常會(huì)提出不同的要求，其中最關(guān)鍵的就是它的分辨率、精度、輸

14、出信號(hào)的穩(wěn)定性、響應(yīng)頻率、信號(hào)輸出形式。編碼器技術(shù)規(guī)格編碼器技術(shù)規(guī)格許多品牌伺服電機(jī)采用17位編碼器，標(biāo)稱分辨率可達(dá)17位，即131072脈沖/轉(zhuǎn)，有的甚至采用20位編碼器，標(biāo)稱分辨率達(dá)到1048576脈沖/轉(zhuǎn)。實(shí)際上，17位編碼器采用的是2048線/圈（有的甚至只有512線/圈）的碼盤，通過64倍電子鎖相環(huán)分頻，獲得131072脈沖/轉(zhuǎn)的名義分頻率。以目前電子技術(shù)，理論上可以實(shí)現(xiàn)無限細(xì)分，但只有碼盤光柵數(shù)目才代表了編碼器真正的絕對(duì)物理分辨能力，也就是說，17位光電編碼盤（只有2048線）的絕對(duì)物理定位精度仍遜色于2500線的光電編碼盤。Never Stop ImprovingNever St

15、op Improving編碼器技術(shù)規(guī)格編碼器技術(shù)規(guī)格Never Stop ImprovingNever Stop Improving編碼器技術(shù)規(guī)格編碼器技術(shù)規(guī)格Never Stop ImprovingNever Stop Improving編碼器技術(shù)規(guī)格編碼器技術(shù)規(guī)格 編碼器的開關(guān)頻率 Never Stop ImprovingNever Stop Improving光電編碼器原理一編碼器分類及各自特點(diǎn)二編碼器技術(shù)規(guī)格三目錄目錄編碼器選型-方法與技巧三Never Stop ImprovingNever Stop Improving編碼器選型編碼器選型 -方法與技巧方法與技巧Never Stop

16、ImprovingNever Stop Improving編碼器選型編碼器選型 -方法與技巧方法與技巧Never Stop ImprovingNever Stop Improving編碼器選型編碼器選型 -方法與技巧方法與技巧Never Stop ImprovingNever Stop Improving編碼器選型編碼器選型 -方法與技巧方法與技巧從行業(yè)來看編碼器的選型Never Stop ImprovingNever Stop Improving編碼器選型編碼器選型 -方法與技巧方法與技巧主要品牌Never Stop ImprovingNever Stop Improving編碼器選型編碼器選型 -方法與技巧方法與技巧主要品牌Never Stop ImprovingNever Stop Improving編碼器選型編碼器選型 -方法與技巧方法與技巧主要品牌Never S