《编码器原理及常见知识问答》由会员分享，可在线阅读，更多相关《编码器原理及常见知识问答（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、编码器原理及常见知识问答编码器（encoder）是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种接触式采用电刷输出，一电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是1”还是“0”；非接触式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是1”还是0”，通过1”和“0”的二进制编码来将采集来的物理信号转换为机器码可读取的电信号用以通讯、传输和储存。编码器工作原理：利用电磁感应原理将两个平面型绕组之间的相对位移转换成电信号的测
2、量元件，用于长度测量工具。感应同步器（俗称编码器、光栅尺）分为直线式和旋转式两类。前者由定尺和滑尺组成，用于直线位移测量；后者由定子和转子组成，用于角位移测量。 1957年美国的R.W.特利普等在美国取得感应同步器的专利，原名是位置测量变压器，感应同步器是它的商品名称，初期用于雷达天线的定位和自动跟踪、导弹的导向等。在机械制造中，感应同步器常用于数字控制机床、加工中心等的定位反馈系统中和坐标测量机、镗床等的测量数字显示系统中。它对环境条件要求较低，能在有少量粉尘、油雾的环境下正常工作。定尺上的连续绕组的周期为2毫米。滑尺上有两个绕组，其周期与定尺上的相同，但相互错开1/4周期（电相位差90）。
3、 感应同步器的工作方式有鉴相型和鉴幅型的两种。前者是把两个相位差90、频率和幅值相同的交流电压U1和U2分别输入滑尺上的两个绕组，按照电磁感应原理，定尺上的绕组会产生感应电势U。如滑尺相对定尺移动，则U的相位相应变化，经放大后与U1和U2比相、细分、计数，即可得出滑尺的位移量。在鉴幅型中，输入滑尺绕组的是频率、相位相同而幅值不同的交流电压，根据输入和输出电压的幅值变化，也可得出滑尺的位移量。由感应同步器和放大、整形、比相、细分、计数、显示等电子部分组成的系统称为感应同步器测量系统。它的测长精确度可达3微米/1000毫米，测角精度可达1/360。欧姆龙旋转编码器 随着工业自动化的高速发展，编码器
4、在工控领域的应用更加广泛。一、问：增量旋转编码器选型有哪些留意事项？应留意三方面的参数：1械安装尺寸，包括定位止口，轴径，安装孔位；电缆出线方式；安装空间体积；工作环境防护等级是否满足要求。2分辨率，即编码器工作时每圈输出的脉冲数，是否满足设计使用精度要求。3电气接口，编码器输出方式常见有推拉输出（F型HTL格式），电压输出（E），集电极开路（C，常见C为NPN型管输出，C2为PNP型管输出），长线驱动器输出。其输出方式应和其控制系统的接口电路相匹配。二、问：请教如何使用增量编码器？1，增量型旋转编码器有分辨率的差异，使用每圈产生的脉冲数来计量，数目从6到5400或更高，脉冲数越多，分辨率越高
5、；这是选型的重要依据之一。2，增量型编码器通常有三路信号输出（差分有六路信号）：A,B和Z，一般采用TTL电平，A脉冲在前，B脉冲在后，A,B脉冲相差90度，每圈发出一个Z脉冲，可作为参考机械零位。一般利用A超前B或B超前A进行判向，我公司增量型编码器定义为轴端看编码器顺时针旋转为正转，A超前B为90，反之逆时针旋转为反转B超前A为90。也有不相同的，要看产品说明。3，使用PLC采集数据，可选用高速计数模块；使用工控机采集数据，可选用高速计数板卡；使用单片机采集数据，建议选用带光电耦合器的输进端口。4，建议B脉冲做顺向（前向）脉冲，A脉冲做逆向（后向）脉冲，Z原点零位脉冲。5，在电子装置中设立
6、计数栈。三、关于户外使用或恶劣环境下使用设备在野外使用，现场环境脏，而且怕撞坏编码器。有铝合金（特殊要求可做不锈钢材质）密封保护外壳，双重轴承重载型编码器，放在户外不怕脏，钢厂、重型设备里都可以用。不过假如编码器安装部分有空间，建议在编码器外部再加装一防护壳，以加强对其进行保护，必竟编码器属精密元件，一台编码器和一个防护壳的价值比较还是有一定差距的。四、从接近开关、光电开关到旋转编码器：产业控制中的定位，接近开关、光电开关的应用已经相当成熟了，而且很好用。可是，随着工控的不断发展，又有了新的要求，这样，选用旋转编码器的应用优点就突出了：信息化：除了定位，控制室还可知道其具体位置；柔性化：定位可
7、以在控制室柔性调整；现场安装的方便和安全、长寿：拳头大小的一个旋转编码器，可以丈量从几个到几十、几百米的间隔，n个工位，只要解决一个旋转编码器的安全安装题目，可以避免诸多接近开关、光电开关在现场机械安装麻烦，轻易被撞坏和遭高温、水气困扰等题目。由于是光电码盘，无机械损耗，只要安装位置正确，其使用寿命往往很长。多功能化：除了定位，还可以远传当前位置，换算运动速度，对于变频器，步进电机等的应用尤为重要。经济化：对于多个控制工位，只需一个旋转编码器的本钱，以及更主要的安装、维护、损耗本钱降低，使用寿命增长，其经济化逐渐突显出来。如上所述优点，旋转编码器已经越来越广泛地被应用于各种工控场合。五、关于电
8、源供给及编码器和PLC连接：一般编码器的工作电源有三种：5Vdc、5-13Vdc或11-26Vdc。假如你买的编码器用的是11-26Vdc的，就可以用PLC的24V电源，需留意的是：1编码器的耗电流，在PLC的电源功率范围内。2编码器如是并行输出，连接PLC的I/O点，需了解编码器的信号电平是推拉式（或称推挽式）输出还是集电极开路输出，如是集电极开路输出的，有N型和P型两种，需与PLC的I/O极性相同。如是推拉式输出则连接没有什么题目。3编码器如是驱动器输出，一般信号电平是5V的，连接的时候要小心，不要让24V的电源电平串进5V的信号接线中往而损坏编码器的信号端。（我公司也可以做宽电压驱动器输
9、出（5-30Vdc），有此要求定货时要注明）六、在很多的情况之下是编码器并没有坏，而只是干扰的原因，造成波型不好，导致计数不准。请教如何进行判定？谢谢！编码器属精密元件，这主要由于编码器四周干扰比较严重，比如：是否有大型电动机、电焊机频繁起动造成干扰，是否和动力线同一管道传输等。选择什么样的输出对抗干扰也很重要，一般输出带反向信号的抗干扰要好一些，即A+A-,B+B-,Z+Z-，其特征是加上电源8根线，而不是5根线(共零)。带反向信号的在电缆中的传输是对称的，受干扰小，在接受设备中也可以再增加判定（例如接受设备的信号利用A、B信号90相位差，读到电平10、11、01、00四种状态时，计为一有效
10、脉冲，此方案可有效进步系统抗干扰性能（计数正确）。就是编码器也有好坏，其码盘电子芯片内部电路信号输出的差别很大，要不然怎么一个1000线的增量型编码器会从300多元到3000多元差别那么大呢?排除(搬离、封闭、隔离)干扰源，判定是否为机械间隙累计误差，判定是否为控制系统和编码器的电路接口不匹配（编码器选型错误）；方法偿试后故障现象排除，则可初步判定，若未排除须进一步分析。判定是否为编码器自身故障的简单方法是排除法。现在我公司编码器已大规模生产，技术生产已成熟运用，产品故障率控制在千分之几。排除法的具体方法是：用一台相同型号的编码器替换上往，假如故障现象相同，可基本排除是编码器故障题目，由于两台
11、编码器同时有故障的小概率事件发生可能很小，可以看作为0。假如换一台相同型号编码器上往，故障现象立即排除，则可基本判定是编码器故障。七、作甚长线驱动？普通型编码器能否远间隔传送？答：长线驱动也称差分长线驱动，5V，TTL的正负波形对称形式，由于其正负电流方向相反，对外电磁场抵消，故抗干扰能力较强。普通型编码器一般传输间隔是100米，假如是24VHTL型且有对称负信号的，传输间隔300-400米。八、问：能否简单先容旋转编码器检测直线位移的方法？答：1，使用“弹性连轴器”将旋转编码器与驱动直线位移的动力装置的主轴直接联轴。2，使用小型齿轮（直齿，伞齿或蜗轮蜗杆）箱与动力装置联轴。3，使用在直齿条上
12、转动的齿轮来传递直线位移信息。4，在传动链条的链轮上获得直线位移信息。5，在同步带轮的同步带上获得直线位移信息。6，使用安装有磁性滚轮的旋转编码器在直线位移的平整钢铁材料表面获得位移信息（避免滑差）。7，使用类似“钢皮尺”的“可回缩钢丝总成”连接旋转编码器来探测直线位移信息（数据处理中须克服叠层卷绕误差）。8，类似7，使用带小型力矩电机的“可回缩钢丝总成”连接旋转编码器来探测直线位移信息（目前德国有类似产品，结构复杂，几乎无叠层卷绕误差）。九、增量光栅Z信号可否作零点？圆光栅编码器如何选用？无论直线光栅还是轴编码器其Z信号的均可达到同AB信号相同的精确度，只不过轴编码器是一圈一个，而直线光栅是
13、每隔一定间隔一个，用这个信号可达到很高的重复精度。可先用普通的接近开关初定位，然后找最为接近的Z信号(每次同方向找)，装的时候不要看忘了将其相位调的和光栅相位一致，否则不准。根据你的细分精度要求和分辩率要求选用。精度高自然要选用每周线纹高的，精度不高，就没必要选用高线纹数的圆光栅编码器了。十、增量型编码器和尽对型编码器有何区别？做一个伺服系统时怎么选择呢？常用的为增量型编码器，假如对位置、零位有严格要求用尽对型编码器。伺服系统要具体分析，看应用场合。测速度用常用增量型编码器，可无穷累加丈量；测位置用尽对型编码器，位置唯一性（单圈或多圈），终极看应用场合，看要实现的目的和要求。十一、尽对型旋转编
14、码器选型留意事项，旋转编码器和接近开关、光电开关上风比较：尽对编码器单圈从经济型8位到高精度17位，价格可以从几百元到1万多不等；尽对编码器多圈大部分用25位，输出有SSI，总线Profibus-DP,CanL2,Interbus,DeviceNet,价格也可以从3千多到1万多不等。旋转光电编码器丈量角度和长度，已是很成熟的技术了，现今再用上高精度大量程的尽对型编码器，大大进步了丈量精度和可靠性，而且经济实用。就目前来看，其仍然是丈量长度的最多选择。十二、从增量式编码器到尽对式编码器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
15、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。解决的方法是增加参考点，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，是不能保证位置的正确性的。为此，在工控中就有每次操纵先找参考点，开机找零等方法。比如，打印机扫描仪的定位就是用的增量式编码器原理，每次开机，我们都能听到噼哩啪啦的一阵响，它在找参考零点，然后才工作。这样的方法对有些工控项目比较麻烦，甚至不答应开机找零（开机后就要知道正确位置），于是就有了尽对编码器的出现。尽对编码器光码盘上有很多道刻线，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位尽对编码器。这样的编码器是由码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。尽对编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性，它无需记忆
