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增量式编码器与式编码器的相似与区别
点击次数:80 发布时间:2019-09-27

增量式编码器与式编码器的相似与区别

 

的相似与区别

增量值旋转编码器,也叫圆光栅、脉冲码盘,从这些名称可以知道,它是圆形的光栅刻线码盘,旋转后通过光通量的明暗变化,产生脉冲,通过外部设备的计数脉冲,来增量地加(或减)脉冲数而测得旋转的角度。例如,圆光栅每周刻有360条刻线,每个刻线产生的一个脉冲就相当于1度,测得脉冲累计增加30个,就是正向选转了30度。

实际上读取这些刻线的光眼有两个(或有四个),两个光眼各自输出A相于B相,用以判断刻线是从哪个方向过来的,是A提前于B,还是B提前于A,就像人的左右眼,从而知道编码器的旋转方向,这样,判断脉冲的计数是增还是减,从而获得真实的旋转角度。

在实际使用中,A相与B相的位置相差1/4个脉冲周期,这样,从正方向过来是1/4周期差,而从反方向过来就是3/4,可用于判断旋转方向。如果以一个脉冲周期为360度“相位”角,这样的1/4就是90度相位差,而3/4就是270度相位差。另外,旋转编码器每圈还有一个单独的刻线,相当于零位(Zero),也称为Z相,用于读取每周的起始点。

这些圆光栅码盘,zui早是由圆金属片刻蚀获得,而金属刻蚀精度有限,转而用玻璃镀膜刻蚀,玻璃码盘的精度是zui高的,但易碎。对于一些经济型的编码器,也有用塑料菲林做的,近期有新技术用树脂材料,与玻璃码盘一样的加工工艺,可在较高精度与稳定性的情况下,而相比玻璃码盘不易损坏,这可能是大工业批量化生产的趋势。

旋转增量式编码器以转动时输出脉冲,通过计数设备来知道其位置,当编码器不动或停电时,依靠计数设备的内部记忆来记住位置。这样,当停电后,编码器不能有任何的移动,当来电工作时,编码器输出脉冲过程中,也不能有干扰而丢失脉冲,不然,计数设备记忆的零点就会偏移,而且这种偏移的量是无从知道的,只有错误的生产结果出现后才能知道。实际上,工业控制由于使用的设备越来越多,干扰信号越来越多而且越来越复杂,对于增量信号更多的是干扰信号对于脉冲的多计与漏计无从判断,造成累计误差。

解决的方法是增加外部参考点,编码器每经过参考点,将参考位置修正进计数设备的记忆位置。在参考点以前,是不能保证位置的准确性的。为此,在工控中就有每次操作先找参考点,开机找零等方法。

这样的方法对有些工控项目比较麻烦,甚至不允许开机找零(开机后就要知道准确位置),有些是连续工作而不允许经常去找零的,于是就有了编码器的出现。

的相似与区别

编码器光码盘上有许多道由里至外的刻线码道,每道刻线依次以2线、4线、8线、16线。。。编排,这样,在编码器的每一个位置,通过n个光眼读取每道刻线的通、暗,获得一组从2的零次方到2的n-1次方变化的*的2进制编码(格雷码),这就称为n位编码器。这样的编码器是由码盘的机械位置决定的,每个位置的编码是*、的,所以称为值编码器。它不受停电、干扰的影响。

值编码器由机械位置决定的每个位置的*性,它无需记忆,无需找参考点,而且不用一直计数,什么时候需要知道位置,什么时候就可以去读取它的位置。这样,编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。

从单圈式编码器到多圈式编码器

旋转单圈值编码器,以转动中测量光码盘各码道刻线,以获取*的一组编码,当转动超过360度时,编码又回到原点,这样就不符合编码*的原则,这样的编码器只能用于旋转范围360度以内的测量,称为单圈式编码器。

如果要测量旋转超过360度范围,就要用到多圈式编码器。

早先的多圈计算,是每转超过360度,在计数器内增加一个圈数计数(计圈的方法类似于增量编码器),但这种方法在编码器如停在360度附近停电或受干扰就很危险,有可能漏过了计圈而编码相差一圈,也有用编码器内置电池来计圈的,但电池的寿命、振动接触、低温失效等问题,仍然是危险的。有些电池以间隙式工作来延长寿命,但间隙式工作对于编码器转动的速度就有限制。这些方法,对于多圈的使用,是有很大风险的。

真实多圈值编码器:编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理,增加了一组机械齿轮组码盘,当中心码盘旋转时,通过齿轮传动另一组齿轮码盘(或多组齿轮,多组码盘),在单圈编码的基础上再增加圈数的编码,以扩大编码器的测量范围,这样的编码器就称为真实多圈值编码器,对于多圈的数值,同样是由机械位置确定编码,每个位置编码*不重复,而无需记忆。

多圈编码器另一个优点是由于测量范围大,实际使用往往富裕较多,这样在安装时不必要费劲找零点,将某一中间位置作为起始点就可以了,而大大简化了安装调试难度。

真实多圈值编码器在长度定位方面的优势明显,尤其是可靠性方面无可替代,已经越来越多地应用于工控定位中。

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