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1、编码器的原理,一、编码器的介绍 二、编码器的分类 三、常用编码器的工作原理 四、编码的输出及接口 五、编码器的应用及安装,编码器,模拟量编码器,数字编码器,旋转变压器,Sin/Cos 编码器,增量编码器,绝对值编码器,格雷码,二进制码,编码器的分类,1） 利用光电耦合器扫描安装在机械轴上的分割成断的圆盘。 机械代码被转换为成比例的电气脉冲信号。,数字型编码器原理,数字式编码器的原理,2） 光源（一般为LED）会向接收器（可能 是一个光电二极管）发出一道狭窄的光束。光源和接收器都被严格安装在旋转连接轴承的静止部位。编码器是一个带有透明开口或小窗的遮光圆盘，被安装在轴承的转动部位。,增量编码器的输
2、出,由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得方波信号组合成A、B，-A -B,信号反向，每组信号相差90度相位差（一个周波位360度） C， 零点校正信号，码盘旋转一周输出一个信号,增量式编码器的输出示意图,增量式编码器的连接原理,1 单相连接 用与单方向计数,单向测速 A B两相连接,用于正反向计数，用于判断正反方 向和测速 3 A B C 三相连接用于带参考位修正的判断测速 A -A B -B C -C连接，由于带有对称的负信 号连接电流对电缆的磁场贡献为零，衰减最小，抗干扰较强，可以进行长距离输出,如何进行正反向判断,因为A B两相相差90度，可以
3、通过判断A相在先还是B相在先，从而判断正转还是反转,如何进行正反向判断逻辑图,如何进行零位校正,编码器脉冲在传输过程中，可能因为某些原因（如干扰）产生脉冲信号丢失，导致传输误差，此时就需要对其进行及时修正 零位信号 C编码器每旋转一周发一个脉冲，称之为零位脉冲或标识脉冲，零位脉冲用于决定零位置或标识位置。要准确测量零位脉冲，不论旋转方向，零位脉冲均被作为两个通道的高位组合输出。由于通道之间的相位差的存在，零位脉冲仅为脉冲长度的一半。,零点校正示意图,增量编码器的倍频,物理分割的码盘因受到工艺及采制的限制,无法做到更细,更精.但是通过数字电路的转换可以实现更高的脉冲 二倍频信号 通过A相和B相的
4、”异或”转换获得,增量编码器的倍频,四备频信号 计数器同样也在通道A和B的每个沿上发生增加或者减少。计数器的数目是增加还是减少，取决于哪个通道引导哪个通道。计数器的数目每个周期都会增加4个或减少4个。,增量式编码器特点,编码器每转动一个预先设定的角度将输出一个脉冲信号，通过统计脉冲信号的数量来计算旋转的角度，因此编码器输出的位置数据是相对的 由于采用固定脉冲信号，因此旋转角度的起始位可以任意设定 由于采用相对编码，因此掉电后旋转角度数据会丢失需要重新复位,增量式编码器问题,1 增量型编码器存在零点累计误差 2 抗干扰较差， 3 接收设备的停机需断电记忆，开机应找 零或参考位等问题 绝对值编码器
5、的出现正好解决了这些问题,绝对值编码器原理,绝对编码器光码盘上有许多道光通道刻线，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次方的唯一的2进制编码（格雷码），这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。,通过一组光电耦合器扫描旋转盘上的代码图案。 每一个位置有其独一无二的代码。,绝对值编码器码盘,绝对值编码器的输出码,1 自然二进制 码 0000 0001 0010 0011 0100 2 循环二进制码（格雷码 ）0000 0001 0011 0010 011
6、0 格雷码的特点：相邻的整数在他的数字表示中只有一个不同，可避免数字转换电路中出现很大的峰值电流（如3-4，0011-0100） 二进制-格雷码 转换格式 ：高位保留 次高位取（二进制）高位与次高位的“异或”运算,十进制与格雷码的参照,绝对值编码器的输出形式,1 并行输出模式 多少位（码道）绝对值编码器就有多少根信号电缆，每根电缆代表一位数据，以电缆输出电平的高低代表1或0，物理器件与增量值编码器相似 ，有集电极开路PNP,NPN型,差分驱动,推挽式，差分高电平有效或低电平有效来针对PNP或NPN的物理器件格式 ,并行输出一般已格雷码形式输出,又称格雷码编码器,绝对值编码器的输出形式,同步串行
7、界面（SSI）输出：串行输出就是数据集中在一组电缆上传输，通过约定，在时间上有先后时序的数据输出，这种约定称为通讯规约。 串行输出连接线少，传输距离远，对于编码器的保护和可靠性就大大提高了，一般高位数的绝对编码器和绝对值多圈编码器都是用串行输出的。,绝对值编码器的输出形式,异步串行形式： 指令与数据分时间和问答，接口是双工的。典型的有RS485接口，只需两个线，传输距离远，数据内容即可以是编码器的位置值，也可以是根据指令要求的其他内容，如加上每个编码器不同的地址，可以多个编码器共用传输电缆和后续接收，这种形式称为现场总线型。,编码器的安装注意事项,机械方面： 安装时注意允许的轴负载 应保证编码
8、器轴与用户输出轴的不同轴度0.20mm，与轴线的偏角1.5 安装时严禁敲击和摔打碰撞，以免损坏轴系和码盘 长期使用时，定期检查固定编码器的螺钉是否松动 （每季度一次）,编码器安装方式,编码器在扩展轴上,编码器在实体轴上,绝对编码器,分解器,临近传感器,通用编码器安装在扩展轴上,编码器的安装注意事项,电气方面： 接地线应尽量粗，一般应大于1.5平方 编码器的输出线彼此不要搭接，以免损坏输出电路 编码器的信号线不要接到直流电源上或交流电流上，以免损坏输出电路 与编码器相连的电机等设备，应接地良好，不要有静电,编码器屏蔽线的安装,Connect the shield in the Sub D on the encoder 用屏蔽的D型接口连接编码器,Connect the shield to the PG fitting of the encoder 编码器用屏蔽的PG接口连接,Connect the shield to the electronics shield clamp of the inverter 在变换器的电路板上用线卡连接,谢谢!,
