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旋转编码器如何选型?

无解肥呀    2017-10-15    编码器    浏览 697 次

现在我要选一个测量角度变化的旋转编码器(欧姆龙的),测量范围是0度-90度,精度要求是0.1度-1度,尺寸大小没有要求,输出也没有具体要求,选哪个比较合适?能说一下选型的思路和记过吗?多谢!

精彩问答
軅莩屹西邦郎 发布日期:2017-10-15
  旋转编码器选型应注意三方面的参数:
  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。
  
  
  编码器工作原理及型号分类
  编码器的原理与应用
  编码器是一种将角位移转换成一连串电数字脉冲的旋转式传感器,这些脉冲能用来控制角位移,如果编码器与齿条或螺旋杆结合在一起,也可于控制直线位移。
  编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。读数系统是基于径向分度盘的旋转,该分度盘是由交替的透光窗口和不透光窗口构成的。此系统全部用一个红外光源垂直照射,这样光就把盘子和图像投射到接收器表面上,该接收器覆盖着一层光栅,称为准直仪,它具有和光盘相同的窗口。接收器的工作是感受光盘转动所产生的光变化,然后将光变化转换成相应的电变化。
  
  增量型编码器
  增量型编码器一般给出两种方波,它们的相位差90度,通常称为通道A和通道B。只有一个通道的读数给出与转速有关的信息,与此同时,通过所取得的第二通道信号与diyi通道信号进行顺序对比的基础上,得到旋转方向的信号。还有一个可利用的信号称为Z通道或零通道,该通道给出编码器轴的零位。此信号是一个方波,其相位与A通道在同一ZX线上,宽度与A通道相同。
  增量型编码器精度取决于机械和电气的因素,这些因素有:光栅分度误差、光盘偏心、轴承偏心、电子读数装置引入的误差以及光学部分的不精确性,误差存在于任何编码器中。
  编码器如以信号原理来分,有增量型编码器,型编码器。  
  工作原理:
  由一个ZX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5~10000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。
  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Z小,抗干扰Z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)。 型编码器(旋转型)
  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yi的2进制编码(格雷码),这就称为n位编码器。这样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的,它不受停电、干扰的影响。
  编码器由机械位置决定的每个位置是唯yi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。
  从单圈值编码器到多圈值编码器。
  旋转单圈值编码器,以转动中测量光电码盘各道刻线,以获取唯yi的编码,当转动超过360度时,编码又回到原点,这样就不符合编码唯yi的原则,这样的编码只能用于旋转范围360度以内的测量,称为单圈值编码器。如果要测量旋转超过360度范围,就要用到多圈值编码器
  编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理,当ZX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,这样的编码器就称为多圈式编码器,它同样是由机械位置确定编码,每个位置编码唯yi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。
  脉冲编码器:APC
  增量脉冲编码器:SPC
  两者一般都应用于速度控制或位置控制系统的检测元件。
  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。
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