增量型编码器与绝对型编码器的区分

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1、增量型编码器与绝对型编码器的区分 编码器如以信号原理来分,有增量型编码器,绝对型编码器。增 量 型 编 码 器 (旋转型)工作原理: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, 获得四组正弦波信号组合成 A、B、C、D,每个正弦波相差 90 度相位差(相对于一个周波 为 360 度) ,将 C、D 信号反向,叠加在 A、B 两相上,可增强稳定信号;另每转输出一个 Z 相脉冲以代表零位参考位。由于 A、B 两相相差 90 度,可通过比较 A 相在前还是 B 相在前,以判别编码器的正 转与反转,通过零位脉冲,可获得编码器的零位参考位。编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑

2、料,玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线,其热 稳定性好,精度高,金属码盘直接以通和不通刻线,不易碎,但由于金属有一定的厚度, 精度就有限制,其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级,塑料码盘是经济型的,其成本低, 但精度、热稳定性、寿命均要差一些。分辨率编码器以每旋转 360 度提供多少的通或暗刻线称为分辨率,也称解析分度、 或直接称多少线,一般在每转分度 510000 线。信号输出:信号输出有正弦波(电流或电压),方波(TTL、HTL),集电极开路(PNP、NPN), 推拉式多种形式,其中 TTL 为长线差分驱动(对称 A,A-;B,B-;Z,Z-),HTL 也称推拉式、推 挽式输出,编码器的信号接

3、收设备接口应与编码器对应。信号连接编码器的脉冲信号一般连接计数器、PLC、计算机,PLC 和计算机连接的 模块有低速模块与高速模块之分,开关频率有低有高。如单相联接,用于单方向计数,单方向测速。A.B 两相联接,用于正反向计数、判断正反向和测速。A、B、Z 三相联接,用于带参考位修正的位置测量。A、A-,B、B-,Z、Z-连接,由于带有对称负信号的连接,电流对于电缆贡献的电磁 场为 0,衰减最小,抗干扰最佳,可传输较远的距离。对于 TTL 的带有对称负信号输出的编码器,信号传输距离可达 150 米。对于 HTL 的带有对称负信号输出的编码器,信号传输距离可达 300 米。增量式编码器的问题:增

4、量型编码器存在零点累计误差,抗干扰较差,接收设备的停机需断电记忆,开机应 找零或参考位等问题,这些问题如选用绝对型编码器可以解决。增量型编码器的一般应用:测速,测转动方向,测移动角度、距离(相对)。 旋转编码器是用来测量转速的装置。它分为单路输出和双路输出两种。技术参数主要有每 转脉冲数(几十个到几千个都有),和供电电压等。单路输出是指旋转编码器的输出是一 组脉冲,而双路输出的旋转编码器输出两组相位差 90 度的脉冲,通过这两组脉冲不仅可 以测量转速,还可以判断旋转的方向。 绝对型编码器(旋转型) 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。 。 。

5、 。 。 。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。绝对编码器由机械位置决定的每个位置是唯一的,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。 从单圈绝对值编码器到多圈绝对值编码器旋转单圈绝对值编码器,以转动中测量光电码盘各道刻线,以获取唯一的编码,当转 动超过 360 度时,编码又回到原点,这样就不

6、符合绝对编码唯一的原则,这样的编码只能 用于旋转范围 360 度以内的测量,称为单圈绝对值编码器。如果要测量旋转超过 360 度范围,就要用到多圈绝对值编码器。编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理,当中心码盘旋转时,通过齿轮传动另一组 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,这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器,它同样是由机械位置确定编码, 每个位置编码唯一不重复,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。 绝对编

7、码器与相对编码器 绝对编码器,顾名思义就是绝对坐标编码器。绝对编码器和相对编码器都可以工作在绝对坐 标方式或相对坐标方式,这主要取决于其参数的设计(当然也可是程序里控制)。所不同 的是:使用绝对编码器,当断电后,其内部保持电源仍然给编码器供电,因此,断电后旋 转伺服电机,其内部是会记下坐标位置的,再次上电后的坐标就变了。而相对编码器,其 内部无保持电源,断电后其坐标系不再存在,所以相对编码器必需在重新上电后回原点或 原点预置;还有一个细微的差别那就是:绝对编码器,一旦接通伺服电源后,在关电的情 况下,旋转伺服电机的轴,会感觉有点卡,这也是因为其内部有保持电源的原故,把伺服 电源(指从伺服驱动到

8、伺服电机的电源)拔掉后,再旋转电机轴,则无卡的现象了。因此, 当绝对编码器的伺服电机插头被拆除后,必需重新设置零点。而相对编码器的伺服电机则 不存在上面的情况,其插头拔下或接上(断电情况下)都是一样的。以上是个人总结,供 各位参考。当然还有一个最直接的区别在于价格,绝对编码器的价格要高于相对编码器的 价格很多。 增量式编码器的问题:增量型编码器存在零点累计误差,抗干扰较差,接收设备的停机需断电记忆,开机应 找零或参考位等问题,这些问题如选用绝对型编码器可以解决。增量型编码器的一般应用:测速,测转动方向,测移动角度、距离(相对)。绝对型编码器(旋转型) 绝对编码器光码盘上有许多道光通道刻线,每道

9、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。绝对编码器由机械位置决定的每个位置是唯一的,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。 说明一下:以上“gagalin”介绍的前后有矛盾,上面一段介绍的绝对值编码器,是我们推荐 的德国式的真实绝对值码盘刻线

10、和真实齿轮组多圈的,不会存在轴“卡”的情况,也不会存 在“当绝对编码器的伺服电机插头被拆除后,必需重新设置零点。”的情况(那算哪门子的 绝对值?)。而 gagalin 介绍的下面一段,则是日系的“绝对编码器”,其内部是增量值编码器先通过分 辨率细分,再电池记忆而“绝对值”的,当然就会出现其描述的“绝对编码器,一旦接通伺服 电源后,在关电的情况下,旋转伺服电机的轴,会感觉有点卡,这也是因为其内部有保持 电源的原故,把伺服电源(指从伺服驱动到伺服电机的电源)拔掉后,再旋转电机轴,则 无卡的现象了。因此,当绝对编码器的伺服电机插头被拆除后,必需重新设置零点”的情况 了-这是“伪绝对”。关于绝对值与增

11、量值的价格,因真绝对内部要增加很多的码道和光学系统,甚至增加齿轮 组,当然价格就上去了,而“伪绝对”是在增量的基础上做的,增加的器件不多(细分与电 池,甚至电池有的是用外面的),相对来说就要便宜很多。 现在在真实的高精度情况下,例如每圈 8192 线(不是细分获得的),绝对值编码器的价 格与增量值的价格已经很相近了。 绝对编码器,顾名思义就是绝对坐标编码器。绝对编码器和相对编码器都可以工作在绝对坐 标方式或相对坐标方式,这主要取决于其参数的设计(当然也可是程序里控制) 。所不同的 是:使用绝对编码器,当断电后,其内部保持电源仍然给编码器供电,因此,断电后旋转 伺服电机,其内部是会记下坐标位置的

12、,再次上电后的坐标就变了。而相对编码器,其内 部无保持电源,断电后其坐标系不再存在,所以相对编码器必需在重新上电后回原点或原 点预置;还有一个细微的差别那就是:绝对编码器,一旦接通伺服电源后,在关电的情况 下,旋转伺服电机的轴,会感觉有点卡,这也是因为其内部有保持电源的原故,把伺服电 源(指从伺服驱动到伺服电机的电源)拔掉后,再旋转电机轴,则无卡的现象了。因此, 当绝对编码器的伺服电机插头被拆除后,必需重新设置零点。而相对编码器的伺服电机则 不存在上面的情况,其插头拔或接上(断电情况下)都是一样的。以上是个人总结,供各 位参考。当然还有一个最直接的区别在于价格,绝对编码器的价格要高于相对编码器

13、的价 格很多。增量型编码器与绝对型编码器的区别 增 量 型 编 码 器 (旋转型) 工作原理: 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,获得四组 正弦波信号组合成 A、B、C、D,每个正弦波相差 90 度相位差(相对于一个周波为 360 度), 将 C、D 信号反向,叠加在 A、B 两相上,可增强稳定信号;另每转输出一个 Z 相脉冲以代 表零位参考位。 由于 A、B 两相相差 90 度,可通过比较 A 相在前还是 B 相在前,以 判别编码器的正转与反转,通过零位脉冲,可获得编码器的零位参考位。 编码器码盘 的材料有玻璃、金属、塑料,玻璃码盘是在玻璃上沉积很

14、薄的刻线,其热稳定性好,精度 高,金属码盘直接以通和不通刻线,不易碎,但由于金属有一定的厚度,精度就有限制, 其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级,塑料码盘是经济型的,其成本低,但精度、热稳定性、寿命均要差一些。 分辨率编码器以每旋转 360 度提供多少的通或暗刻线称为 分辨率,也称解析分度、或直接称多少线,一般在每转分度 510000 线。 信号输出: 信号输出有正弦波(电流或电压),方波(TTL、HTL),集电极开路(PNP、NPN),推拉式多种形式, 其中 TTL 为长线差分驱动(对称 A,A-;B,B-;Z,Z-),HTL 也称推拉式、推挽式输出,编码器的 信号接收设备接口应与编码器对应

15、。 信号连接编码器的脉冲信号一般连接计数器、 PLC、计算机,PLC 和计算机连接的模块有低速模块与高速模块之分,开关频率有低有高。绝对型编码器(旋转型) 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。 绝对编码器由机械位置决定的每个位置是唯一的,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

16、,什么时候就去读取它的位置。这样,编码器 的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。 从单圈绝对值编码器到多圈绝对值编码器 旋转单圈绝对值编码器,以转动中测量光电码盘各道刻线,以获取唯一的编码,当转动超 过 360 度时,编码又回到原点,这样就不符合绝对编码唯一的原则,这样的编码只能用于 旋转范围 360 度以内的测量,称为单圈绝对值编码器。 如果要测量旋转超过 360 度范围, 就要用到多圈绝对值编码器。 编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理,当中心码盘 旋转时,通过齿轮传动另一组码盘(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,这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器,它 同样是由机械位置确定编码,每个位置编码唯一不重复,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。

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