光電編碼器分類(lèi)和選擇

編碼器

Encoder

為傳感器

(Sensor)

類(lèi)的一種，主要用來(lái)偵測(cè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度、位置、角度、

距離或計(jì)數(shù)，

除了應(yīng)用在產(chǎn)業(yè)機(jī)械外，

許多的馬達(dá)控制如伺服馬達(dá)、

BLDC

伺服馬達(dá)均需配

備編碼器以供馬達(dá)控制器作為換相、

速度及位置的檢出所以應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。

根據(jù)檢測(cè)原

理，編碼器可分為光學(xué)式、磁式、感應(yīng)式和電容式。根據(jù)其刻度方法及信號(hào)輸出形式，分為

增量式編碼器和絕對(duì)式編碼器。

光電編碼器是利用光柵衍射原理實(shí)現(xiàn)位移

—

數(shù)字變換的，

從

50

年代開(kāi)始應(yīng)用于機(jī)床和計(jì)算儀器，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、計(jì)量精度高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)

外受到重視和推廣，在精密定位、速度、長(zhǎng)度、加速度、振動(dòng)等方面得到廣泛的應(yīng)用。

a.

增量式編碼器特點(diǎn)：

增量式編碼器轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，

有相應(yīng)的脈沖輸出，

其計(jì)數(shù)起點(diǎn)任意設(shè)定，

可實(shí)現(xiàn)多圈無(wú)限累加

和測(cè)量。

編碼器軸轉(zhuǎn)一圈會(huì)輸出固定的脈沖，

脈沖數(shù)由編碼器光柵的線數(shù)決定。

需要提高分

辨率時(shí)，可利用

90

度相位差的

A

、

B

兩路信號(hào)進(jìn)行倍頻或更換高分辨率編碼器。

b.

絕對(duì)式編碼器特點(diǎn)

絕對(duì)式編碼器有與位置相對(duì)應(yīng)的代碼輸出，通常為二進(jìn)制碼或

BCD

碼。從代碼數(shù)大小的

變化可以判別正反方向和位移所處的位置，

絕對(duì)零位代碼還可以用于停電位置記憶。

絕對(duì)式

編碼器的測(cè)量范圍常規(guī)為

0

—

360

度。

增量型旋轉(zhuǎn)編碼器

軸的每圈轉(zhuǎn)動(dòng)，

增量型編碼器提供一定數(shù)量的脈沖。

周期性的測(cè)量或者單位時(shí)間內(nèi)的脈沖計(jì)

數(shù)可以用來(lái)測(cè)量移動(dòng)的速度。

如果在一個(gè)參考點(diǎn)后面脈沖數(shù)被累加，

計(jì)算值就代表了轉(zhuǎn)動(dòng)角

度或行程的參數(shù)。雙通道編碼器輸出脈沖之間相差為

90º

。能使接收脈沖的電子設(shè)備接收軸

的旋轉(zhuǎn)感應(yīng)信號(hào)，

因此可用來(lái)實(shí)現(xiàn)雙向的定位控制；另外，三通道增量型旋轉(zhuǎn)編碼器每一

圈產(chǎn)生一個(gè)稱(chēng)之為零位信號(hào)的脈沖。

增量型絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)編碼器絕對(duì)值編碼器為每一個(gè)軸的位置提供一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的編碼數(shù)字值。

特別是在定位控制應(yīng)用中，

絕對(duì)值編碼器減輕了電子接收設(shè)備的計(jì)算任務(wù)，

從而省去了復(fù)雜

的和昂貴的輸入裝置：

而且，

當(dāng)機(jī)器合上電源或電源故障后再接通電源，

不需要回到位置參

考點(diǎn)，就可利用當(dāng)前的位置值。

單圈絕對(duì)值編碼器把軸細(xì)分成規(guī)定數(shù)量的測(cè)量步，最大的分辨率為

13

位，這就意味著最大

可區(qū)分

8192

個(gè)位置

+

多圈絕對(duì)值編碼器不僅能在一圈內(nèi)測(cè)量角位移，而且能幸，

J

用多步

齒輪測(cè)量圈數(shù)。多圈的圈數(shù)為

12

位，也就是說(shuō)最大

4096

圈可以被識(shí)別?？偟姆直媛士蛇_(dá)

到

25

位或者

33

，

554

，

432

個(gè)測(cè)量步數(shù)。并行絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)編碼器傳輸位置值到估算電子裝

置通過(guò)幾根電纜并行傳送。

增量型

→

絕對(duì)型編碼器

旋轉(zhuǎn)增量值編碼器以轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出脈沖，

通過(guò)計(jì)數(shù)設(shè)備來(lái)計(jì)算其位置，

當(dāng)編碼器不動(dòng)或停電時(shí)，

依靠計(jì)數(shù)設(shè)備的內(nèi)部記憶來(lái)記住位置。這樣，

當(dāng)停電后，

編碼器不能有任何的移動(dòng)，當(dāng)來(lái)電

工作時(shí)，編碼器輸出脈沖過(guò)程中，也不能有干擾而丟失脈沖，

不然，計(jì)數(shù)設(shè)備計(jì)算并記憶的

零點(diǎn)就會(huì)偏移，而且這種偏移的量是無(wú)從知道的，只有錯(cuò)誤的結(jié)果出現(xiàn)后才能知道。