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光电编码器
来源: | 作者:佚名 | 发布时间: 336天前 | 631 次浏览 | 分享到:
在自动化领域,旋转编码器是用来测量角度,位置速度和加速度的传感器。依靠轴杆、齿轮、测量轮或绳缆的控制,线性位移能被检测。

在自动化领域,旋转编码器是用来测量角度,位置速度和加速度的传感器。依靠轴杆、齿轮、测量轮或绳缆的控制,线性位移能被检测。编码器也把实际的机械参数值转换成电气信号;这些信号可以被计数器、转速表、PLC和工业PC处理。
光电编码器是一种集光、机、电为一体的数字化检测装置,它具有分辨率高、精度高、结构简单、体积小、使用可靠、易于维护、性价比高等优点。典型的光电编码器由码盘(Disk)检测光栅(Mask)、光电转换电路(包括光源、光敏器件、信号转换电路)、机械部件等组成。

编码器根据他们的功能原理安装形式不同,划分为几种类型:

根据功能原理划分:

增量型旋转编码器:
轴旋转一定角度,增量型编码器提供一定数量的脉冲。周期性的测量或者单位时间内的脉冲数可以用来测量移动速度。
如果在一个参考点后面脉冲数被累加,计算值就代表了转动角度或行程的参数。双通道编码器输出脉冲之间相位差位90度。能使接受脉冲的电子设备接受轴旋转感应信号,因此可用来实现双向的定位控制。
另外,三通道增量型旋转编码器每一圈产生一个称之为零位信号的脉冲。
绝对值旋转编码器:
绝对值编码器为每一个轴的位置提供一个独一无二的编码数字值。
特别是在定位控制应用中,绝对值编码器减轻了电子接受设备的计算任务,从而省去了复杂的和昂贵的输入装置。而且,当机器合上电源或电源故障后再接通电源,不需要回到位置参考点,就可利用当前的位置值。
单圈绝对值编码器把轴细分成规定数量的测量步,最大的分辨率位13位,这就意味着最大可区分8192个位置。
多圈绝对值编码器不仅能在一圈内测量角位移,而且能利用多步齿轮测量圈数。多圈的圈数为12位,也就是说最大4096圈可以被识别。总的分辨率可达到25位或者33,554,432个测量步数。

根据设计和安装系统区分:

实心轴编码器
通过联轴器连接到驱动轴上。柔性联轴器用来机械连接两个机械轴并且补偿两轴水平偏差。其它可能
连接编码器到驱动轴上为: 皮带、小齿轮、测量轮和缆绳牵引。

实心轴编码器的优点:
结构简单、可以更高的防护等级、机械上提供不同连接法兰,电气上可提供不同连接插头。

轴套型编码器
用这种结构,编码器的轴位连续的通孔空心轴或者半空轴套形式。编码器和驱动轴可以用编码器的轴套和弹簧连接片轻而易举的连接。
轴套型编码器集成了定子簧片,以用来补偿编码器与驱动装置的水平误差

轴套型编码器的优点:
编码器/驱动系统安装时间短、简单的安装步骤。

轴套型编码器的弱点:
内部结构复杂、振动

使用注意事项:
旋转编码器由精密器件构成,故当受到较大的冲击时,可能会损坏内部功能,使用上应充分注意。
1、安装
安装时不要给轴施加直接的冲击。编码器轴与机器的连接,应使用柔性连接器。在轴上装连接器时,不要硬压入。即使使用连接器,因安装不良,也有可能给轴加上比允许负荷还大的负荷,或造成拨芯现象,因此要特别注意。轴承寿命与使用条件有关,受轴承荷重的影响特别大。如轴承负荷比规定荷重小,可大大延长轴承寿命。不要将旋转编码器进行拆解,这样做将有损防油和防滴性能。防滴型产品不宜长期浸在水、油中表面有水、油时应擦拭干净。
2、振动
加在旋转编码器上的振动,往往会成为误脉冲发生的原因。因此,应对设置场所、安装场所加以注意。

每转发生的脉冲数越多,旋转槽圆盘的槽孔间隔越窄,越易受到振动的影响。在低速旋转或停止时,加在轴或本体上的振动使旋转槽圆盘抖动,可能会发生误脉冲。
3、关于配线和连接
误配线,可能会损坏内部回路,故在配线时应充分注意:
①配线应在电源 OFF 状态下进行,电源接通时,若输出线接触电源,则有时会损坏输出回路。
②若配线错误,则有时会损坏内部回路,所以配线时应充分注意电源的极性等
③和高压线、动力线并行配线,则有时会受到感应造成误动作损坏,所以要分离开另行配线。
④延长电线时,应在 10m 以下。并且由于电线的分布容量,波形的上升、下降时间会较长,有问题时采用施密特回路等对波形进行整形。

⑤为了避免感应噪声等,要尽量用最短距离配线。向集成电路输入时,特别需要注意。
⑥电线延长时,因导体电阻及线间电容的影响,波形的上升、下降时间加长,容易产生信号间的干扰 (串音),因此应用电阻小、线间电容低的电线 (双绞线、屏蔽线)。
4、欧表测试
旋转编码器在外壳和电气回路间有 500V 的耐压,但如加压方法有误,有可能损坏内部的电子回路,因此一般不要用兆欧表测试。
5、噪声
电缆配线不要与动力线平行,不要与动力线在同一管道内配线。控制盘内的继电器、开关等发生的火花,应尽量用电容及浪涌吸收器件将其除去。应避免放在电焊接机、电炉等附近使用,或者采用屏蔽电磁的对策。
电缆延长时,务必使用屏蔽电缆。