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      技術資料
      增量編碼器

      詳細介紹

      增量編碼器

           增量編碼器又稱增量型編碼器,增量式編碼器,它是一種根據旋轉運動產生信號的編碼器,其刻度方式為每一個脈沖都進行增量計算。增量編碼器常和機械轉換裝置一起使用(如齒條-齒輪、測量輪或心軸一起使用),用于測量直線運動。增量編碼器常用于位置控制和電機的速度反饋,包括伺服,工業應用或重載應用。它可以提供出色的速度和位置反饋,系統架構簡單成本低。由于增量編碼器只能提供位置變化的信號,所以在實際應用中一般需要一個參考點來建立當前系統的零位。
       

      增量編碼器結構和工作原理

          增量編碼器一圈可以輸出特定數量的脈沖。輸出信號可以是單路A信號,也可以是雙路AB信號,通過相位差來檢測旋轉的方向。這種AB信號我們稱為正交信號。增量編碼器主要由軸,PCB和外殼構成的。PCB上包含了傳感器和信號處理電路用于產生兩路主要AB信號。除此之外,還可以提供一圈產生一次的Z信號用于原點的檢測或者AB信號的修正。

          增量光電編碼器主要由光源、碼盤、檢測光柵、光電檢測器件和轉換電路組成,如下圖所示。

      增量式光電編碼器

       

          碼盤上刻有節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;檢測光柵上刻有A、B 兩組與碼盤相對應的透光縫隙,用以通過或阻擋光源和光電檢測器件之間的光線。它們的節距和碼盤上的節距相等,并且兩組透光縫隙錯開1/4 節距,使得光電檢測器件輸出的信號在相位上相差90°電度角。當碼盤隨著被測轉軸轉動時,檢測光柵不動,光線透過碼盤和檢測光柵上的透過縫隙照射到光電檢測器件上,光電檢測器件就輸出兩組相位相差90°電度角的近似于正弦波的電信號,電信號經過轉換電路的信號處理,可以得到被測軸的轉角或速度信息。增量光電編碼器輸出信號波形下圖所示。

      增量式光電編碼器輸出信號波形

       

      增量編碼器特點

          增量光電編碼器的優點是:原理構造簡單、易于實現;機械平均壽命長,可達到幾萬小時以上;分辨率高;抗干擾能力較強,信號傳輸距離較長,可靠性較高。其缺點是它無法直接讀出轉動軸的絕對位置信息。
       

      增量編碼器的替代產品

      •旋轉變壓器

          旋轉變壓器的基本原理是,電流從線圈流過會產生磁場。旋轉變壓器由兩組互相垂直的線圈構成。一組線圈固定,另一組線圈跟著軸旋轉。檢測兩組互感磁場強度和相位就可以檢測出物體的運動。

      旋轉變壓器簡單的設計使得他適應非常極端的環境,例如高溫,低溫,輻射環境甚至是機械的劇烈震動。但是旋轉變壓器的缺點是他不能夠提供非常精確的信號,其輸出信號為模擬量信號,必須采用額外的AD芯片才可以處理。

      •絕對值型編碼器

          絕對值編碼器用于位置和速度都要求非常精確的場合。不需要依靠外部的傳感器我們就可以知道當前軸的實際位置。絕對值編碼器超高的精度有利于提升系統的整體性能,廣泛應用于CNC,醫療及機器人行業。
       

      增量編碼器的應用

          增量編碼器的設計考慮了非常廣泛的應用場合,主要用于三大行業:

          重載行業:極端惡劣的環境下可以抵御濕氣,高溫,震動及沖擊,例如造紙,冶金和木工機械

          一般工業:一般工業環境,符合標準的IP等級

          輕載/伺服:高精度的機器人控制,電子半導體行業。

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