編碼器是以數(shù)字化信息將角度、長(zhǎng)度的信息以編碼的方式輸出的傳感器,其具有高精度,大量程測(cè)量,反應(yīng)快,數(shù)字化輸出特點(diǎn);體積小,重量輕,機(jī)構(gòu)緊湊,安裝方便,維護(hù)簡(jiǎn)單,工作可靠。編碼器以測(cè)量功能來分,有角位移,線位移及轉(zhuǎn)速傳感器;以測(cè)量方式來分,有直線型編碼器,角度編碼器,旋轉(zhuǎn)編碼器;以信號(hào)原理來分,有增量型編碼器,絕對(duì)型編碼器;以轉(zhuǎn)軸類型來分,有軸型和軸套型(軸套型又有半空型、全空型、大軸徑型);以外形特征和安裝法蘭來分,有同步法蘭,夾緊法蘭,緊湊型。
增量型旋轉(zhuǎn)編碼器
增量型編碼器的核心部件為中心有軸的光電碼盤,其上有環(huán)形通、暗的刻線。增量型編碼器是直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相;A、B兩組脈沖相位差90º,從而可方便地判斷出旋轉(zhuǎn)方向,而Z相為每轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖,用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位。
增量型編碼器的輸出信號(hào)有正弦波,方波(TTL對(duì)稱差分驅(qū)動(dòng)、HTL推挽式),集電極開路(PNP、NPN),推拉式等多種形式。
增量型編碼器的優(yōu)點(diǎn)是原理構(gòu)造簡(jiǎn)單,機(jī)械平均壽命可在幾萬小時(shí)以上,可靠性高。
增量型編碼器的缺點(diǎn)是存在零點(diǎn)累計(jì)誤差,抗干擾較差,接收設(shè)備的停機(jī)需斷電記憶,開機(jī)應(yīng)找零或參考位,無法輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的絕對(duì)位置信息等問題。這些問題如選用絕對(duì)型編碼器可以解決。
絕對(duì)型旋轉(zhuǎn)編碼器
絕對(duì)型旋轉(zhuǎn)編碼器光碼盤上有許多圈光通道刻線,每圈刻線依次為2線、4線、8線、16線……。這樣,在編碼器的每一個(gè)位置,通過讀取每道刻線的通、暗,獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的*的2進(jìn)制編碼(或格雷碼),這就稱為n位絕對(duì)型編碼器。編碼器由光電碼盤的機(jī)械位置決定,它不受停電、干擾的影響。由于絕對(duì)值編碼器的每個(gè)位置是*的,無需記憶,無需找參考點(diǎn),而且不用連續(xù)計(jì)數(shù),什么時(shí)候需要知道位置,什么時(shí)候就去讀取它的位置。這樣,編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。
絕對(duì)值編碼器的信號(hào)輸出:絕對(duì)值編碼器信號(hào)輸出有并行輸出、串行輸出、總線型輸出、變送一體型輸出等。單圈低位數(shù)的編碼器一般用并行信號(hào)輸出,而高位數(shù)的和多圈的編碼器輸出信號(hào)一般不用并行信號(hào)(并行信號(hào)連接線多,易錯(cuò)碼易損壞),一般為串行或總線型輸出。其中串行*的是高速同步串行信號(hào)(SSI);總線型*的是ProfiBus-DP型,其他的還有CANopen、Modbus等;智能變送一體型輸出有模擬量(4~20mA)輸出與RS485數(shù)字輸出,其中模擬量(4~20mA)輸出使用比較方便,但精度有所犧牲。