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增量式編碼器和絕對式編碼器的選擇區別

更新時間:2023-08-21   點擊次數:1401次

增量式編碼器和絕對式編碼器的選擇區別,選擇編碼器前您需要了解以下內(nei) 容:

  1.您的應用的複雜程度?

  2.您需要控製的參數(速度、位置、方向)?

  3.如果斷電,您可以承受返回初始位置導致的成本嗎?

  4.您的應用需要的性能水平(單圈脈衝(chong) 數)?

  5.編碼器如何與(yu) 係統中其他電子設備通訊?您的係統是否需要通過多種通訊種協議中的一種進行通訊?

  6.您的應用是否是成本敏感型應用?

在選擇編碼器時用戶必須考慮一些至關(guan) 重要的應用特性:是跟蹤直線運動還是旋轉運動?采用光學編碼器還是磁性編碼器?此外為(wei) 成功實現專(zhuan) 業(ye) 應用,用戶還應考慮是選擇增量式編碼器還是絕對式編碼器--即使采用相同的傳(chuan) 感機製,這兩(liang) 種編碼器的性能也有巨大差異。為(wei) 實現一個(ge) 成功的應用係統您需要了解上述兩(liang) 種編碼器的所有相關(guan) 特性並做出正確選擇。

顧名思義(yi) ,絕對式編碼器可以記錄編碼器在一個(ge) 絕對坐標係上的位置,而增量式編碼器可以輸出編碼器從(cong) 預定義(yi) 的起始位置發生的增量變化。增量式編碼器需要使用額外的電子設備(通常是PLC、計數器或變頻器)以進行脈衝(chong) 計數,並將脈衝(chong) 數據轉換為(wei) 速度或運動數據,而絕對式編碼器可產(chan) 生能夠識別絕對位置的數字信號。綜上所述,增量式編碼器通常更適用於(yu) 低性能的簡單應用,而絕對式編碼器則是更為(wei) 複雜的關(guan) 鍵應用的好選擇--這些應用具有更高的速度和位置控製要求。輸出類型取決(jue) 於(yu) 具體(ti) 應用。

增量式編碼器和絕對式編碼器的選擇區別增量式編碼器

當增量式編碼器移動時,編碼器會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 正比於(yu) 軸旋轉速度(旋轉編碼器)或運動距離(線性編碼器)的二進製脈衝(chong) 流。采用光學編碼器時,放置在LED光源和光傳(chuan) 感器之間的特定樣式的碼盤或直線碼帶可交替導通或阻斷光束,由此產(chan) 生模擬信號;然後額外電路(通常是板載ASIC)會(hui) 將模擬信號轉換為(wei) 方波。磁性編碼器可以采用多種機製運行,但都會(hui) 旋轉一個(ge) 磁場,由此產(chan) 生電壓脈衝(chong) 或可以轉換為(wei) 脈衝(chong) 的電阻變化。

單通道增量式編碼器隻能輸出單脈衝(chong) 流,因此隻能提供有限信息。根據編碼器的分辨率,即旋轉編碼器每圈的脈衝(chong) 數或線性編碼器運動的運動距離(毫米/英寸),外部電子設備可以進行脈衝(chong) 計數,並計算速度或相對某個(ge) 參考坐標(起始位置)的軌道偏移,由此確定編碼器位置。單通道設計為(wei) 單向輸送機係統等應用提供了出色的解決(jue) 方案。

單通道編碼器操作簡單、牢固耐用且價(jia) 格經濟,但是它有一個(ge) 重要缺陷,即無法確定運動方向。確定運動方向需要編碼器具有更多輸出(通常采用相位差為(wei) 90°的雙通道設計,實現通道"A"和通道"B"獨立輸出)。由於(yu) 雙通道編碼器的信號輸出具有2個(ge) 上升沿和2個(ge) 下降沿,因此有時也稱為(wei) 正交編碼器。運動方向決(jue) 定哪個(ge) 通道先到達高電平,這使得處理器可方便地監控運動方向。操作人員可通過觸 發一個(ge) 或兩(liang) 個(ge) 通道的脈衝(chong) 前沿和後沿提高 編碼器分辨率--最大可提高4倍。

增量式編碼器一般隻適用於(yu) 簡單應用,無論控製設備是計數器、PLC還是變頻器,直接連接編碼器和控製器即可。

增量式編碼器和絕對式編碼器的選擇區別絕對式編碼器

增量式編碼器的最大缺點是係統斷電時(例如臨(lin) 時停電)它不會(hui) 跟蹤任何由編碼器輸出的增量變化。

因此,為(wei) 了提供準確的位置數據,增量式編碼器在啟動時必須返回初始位置。對於(yu) 輸送機這樣每晚都會(hui) 停機,然後每天早上再重新啟動的應用而言,增量編碼器返回初始位置不會(hui) 對應用造成影響。但是在汽車裝配機械手臂等應用中,如果焊接座椅支架時斷電,增量編碼器返回初始位置會(hui) 嚴(yan) 重損壞產(chan) 品和機械手臂。絕對式編碼器是實現高可靠性應用的理想之選。

與(yu) 增量式編碼器不同,絕對式編碼器不會(hui) 輸出脈衝(chong) ,而是輸出數字信號以指示編碼器位置,並將編碼器位置作為(wei) 絕對坐標係中的靜態參照點。因此,絕對式編碼器在斷電時仍然能夠保存其絕對位置記錄。重新啟動後係統可立即恢複運動,無需返回初始位置。

絕對值型旋轉編碼器具有一個(ge) 連接在軸上的碼盤和一個(ge) 固定光柵,允許係統為(wei) 每一個(ge) 行程點都生成一個(ge) *一的二進製標識符(線性傳(chuan) 感器工作原理與(yu) 此類似,為(wei) 簡單起見,本文將重點介紹旋轉編碼器)。隨著碼盤旋轉到固定光柵上,係統會(hui) 定期讀取標識符,將其作為(wei) 多位數字信號輸出。相關(guan) 控製器或變頻器可輪詢編碼器以捕獲位置數據,並可直接利用這些數據或將其處理為(wei) 速度信息。

光學編碼器的固定光柵上具有交替的透明和不透明區,同樣,碼盤上也有透明和不透明區,這就形成了一組碼盤圈(碼道),並在碼道上形成輻射區(參見圖3);每一個(ge) 碼道都由一對不同的LED光源/光傳(chuan) 感器讀取。碼盤位於(yu) 固定光柵頂部,通常位於(yu) 包含檢測器矩陣和相關(guan) 電子器件的傳(chuan) 感專(zhuan) 用集成電路(ASIC)上部。隨著碼盤旋轉,碼盤的透明區定期與(yu) 固定光柵上的透明區重合,使光信號得以到達檢測器並生成脈衝(chong) 。碼盤上每一個(ge) 碼道對應輸出中的一個(ge) bit;碼道數量為(wei) n時可生成2n個(ge) 輻射位置。絕對式編碼器的現行標準分辨率是12bit,或每旋轉一圈生成4096個(ge) 位置。此外某些型號的產(chan) 品還可提供22bit(4.19x106個(ge) 位置)或更高的分辨率。

磁性編碼器工作原理與(yu) 光學編碼器類似。

某些應用涉及長距離運動,需使用多圈型碼盤,此時,第2個(ge) 碼盤(或更多碼盤)與(yu) 主碼盤齧合,跟蹤主碼盤的旋轉數。每次主碼盤旋轉完畢後,第2個(ge) 碼盤都會(hui) 進行索引,這種設計為(wei) 索引碼盤每圈中軸的位置都分配了一個(ge) X一的坐標--最多4096圈。

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