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大家很少對德國PEPPERL+FUCHS倍加福旋轉(zhuǎn)編碼器的原理吧?
點(diǎn)擊次數(shù):736 更新時(shí)間:2022-03-02

因?yàn)槲宜驹诘聡⒚绹加凶约旱墓?,專業(yè)從事進(jìn)口貿(mào)易行業(yè),所以我司的技術(shù)人員為都會輪流到國外廠家學(xué)習(xí)技術(shù),以下是我司技術(shù)人員為大家介紹

    大家很少對德國PEPPERL+FUCHS倍加福旋轉(zhuǎn)編碼器的原理吧?

PEPPEEL+FUCHS旋轉(zhuǎn)編碼器是用來測量轉(zhuǎn)速并配合PWM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)快速調(diào)速的裝置,光電式PEPPEEL+FUCHS旋轉(zhuǎn)編碼器通過光電轉(zhuǎn)換,可將輸出軸的角位移、角速度等機(jī)械量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖以數(shù)字量輸出(REP)。

分為單路輸出和雙路輸出兩種。技術(shù)參數(shù)主要有每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)(幾十個(gè)到幾千個(gè)都有),和供電電壓等。單路輸出是指PEPPEEL+FUCHS旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出是一組脈沖,而雙路輸出的PEPPEEL+FUCHS旋轉(zhuǎn)編碼器輸出兩組A/B相位差90度的脈沖,通過這兩組脈沖不僅可以測量轉(zhuǎn)速,還可以判斷旋轉(zhuǎn)的方向。

有軸型:有軸型又可分為夾緊法蘭型、同步法蘭型和伺服安裝型等。

軸套型:軸套型又可分為半空型、全空型和大口徑型等。

以編碼器工作原理可分為:光電式、磁電式和觸點(diǎn)電刷式。

按碼盤的刻孔方式不同分類編碼器可分為增量式和絕對式兩類。

增量式編碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號,再把這個(gè)電信號轉(zhuǎn)變成計(jì)數(shù)脈沖,用脈沖的個(gè)數(shù)表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個(gè)位置對應(yīng)一個(gè)確定的數(shù)字碼,因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關(guān),而與測量的中間過程無關(guān)。

旋轉(zhuǎn)增量式編碼器以轉(zhuǎn)動時(shí)輸出脈沖,通過計(jì)數(shù)設(shè)備來知道其位置,當(dāng)編碼器不動或停電時(shí),依靠計(jì)數(shù)設(shè)備的內(nèi)部記憶來記住位置。這樣,當(dāng)停電后,編碼器不能有任何的移動,當(dāng)來電工作時(shí),編碼器輸出脈沖過程中,也不能有干擾而丟失脈沖,不然,計(jì)數(shù)設(shè)備記憶的零點(diǎn)就會偏移,而且這種偏移的量是無從知道的,只有錯(cuò)誤的結(jié)果出現(xiàn)后才能知道。

解決的方法是增加參考點(diǎn),編碼器每經(jīng)過參考點(diǎn),將參考位置修正進(jìn)計(jì)數(shù)設(shè)備的記憶位置。在參考點(diǎn)以前,是不能保證位置的準(zhǔn)確性的。為此,在工控中就有每次操作先找參考點(diǎn),開機(jī)找零等方法。

比如,打印機(jī)掃描儀的定位就是用的增量式編碼器原理,每次開機(jī),我們都能聽到噼哩啪啦的一陣響,它在找參考零點(diǎn),然后才工作。

這樣的方法對有些工控項(xiàng)目比較麻煩,甚至不允許開機(jī)找零(開機(jī)后就要知道準(zhǔn)確位置),于是就有了絕對編碼器的出現(xiàn)。

絕對型旋轉(zhuǎn)光電編碼器,因其每一個(gè)位置絕對、抗干擾、無需掉電記憶,已經(jīng)越來越廣泛地應(yīng)用于各種工業(yè)系統(tǒng)中的角度、長度測量和定位控制。

絕對編碼器光碼盤上有許多道刻線,每道刻線依次以2線、4線、8線、16線編排,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2進(jìn)制編碼(格雷碼),這就稱為n位絕對編碼器。這樣的編碼器是由碼盤的機(jī)械位置決定的,它不受停電、干擾的影響。

絕對編碼器由機(jī)械位置決定的每個(gè)位置的單獨(dú)性,它無需記憶,無需找參考點(diǎn),而且不用一直計(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。

由于絕對編碼器在定位方面明顯地優(yōu)于增量式編碼器,已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于工控定位中。絕對型編碼器因其高精度,輸出位數(shù)較多,如仍用并行輸出,其每一位輸出信號必須確保連接很好,對于較復(fù)雜工況還要隔離,連接電纜芯數(shù)多,由此帶來諸多不便和降低可靠性,因此,絕對編碼器在多位數(shù)輸出型,一般均選用串行輸出或總線型輸出,德國生產(chǎn)的絕對型編碼器串行輸出常用的是SSI(同步串行輸出)

由一個(gè)中心有軸的光電碼盤,其上有環(huán)形通、暗的刻線,有光電發(fā)射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D,每個(gè)正弦波相差90度相位差(相對于一個(gè)周波為360度),將C、D信號反向,疊加在A、B兩相上,可增強(qiáng)穩(wěn)定信號;另每轉(zhuǎn)輸出一個(gè)Z相脈沖以代表零位參考位。由于A、B兩相相差90度,可通過比較A相在前還是B相在前,以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn),通過零位脈沖,可獲得編碼器的零位參考位。

編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料,玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線,其熱穩(wěn)定性好,精度高,金屬碼盤直接以通和不通刻線,不易碎,但由于金屬有一定的厚度,精度就有限制,其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個(gè)數(shù)量級,塑料碼盤是經(jīng)濟(jì)型的,其成本低,但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。

分辨率—編碼器以每旋轉(zhuǎn)360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率,也稱解析分度、或直接稱多少線,一般在每轉(zhuǎn)分度5~10000線。

信號輸出有正弦波(電流或電壓),方波(TTL、HTL),集電極開路(PNP、NPN),推拉式多種形式,其中TTL為長線差分驅(qū)動(對稱A,A-;B,B-;Z,Z-),HTL也稱推拉式、推挽式輸出,編碼器的信號接收設(shè)備接口應(yīng)與編碼器對應(yīng)。

信號連接—編碼器的脈沖信號一般連接計(jì)數(shù)器、PLC、計(jì)算機(jī),PLC和計(jì)算機(jī)連接的模塊有低速模塊與高速模塊之分,開關(guān)頻率有低有高。

如單相聯(lián)接,用于單方向計(jì)數(shù),單方向測速。

A.B兩相聯(lián)接,用于正反向計(jì)數(shù)、判斷正反向和測速。

A、B、Z三相聯(lián)接,用于帶參考位修正的位置測量。

A、A-,B、B-,Z、Z-連接,由于帶有對稱負(fù)信號的連接,在后續(xù)的差分輸入電路中,將共模噪聲抑制,只取有用的差模信號,因此其抗干擾能力強(qiáng),可傳輸較遠(yuǎn)的距離。

對于TTL的帶有對稱負(fù)信號輸出的編碼器,信號傳輸距離可達(dá)150米。

PEPPEEL+FUCHS旋轉(zhuǎn)編碼器由精密器件構(gòu)成,故當(dāng)受到較大的沖擊時(shí),可能會損壞內(nèi)部功能,使用上應(yīng)充分注意。

PEPPEEL+FUCHS旋轉(zhuǎn)編碼器是集光機(jī)電技術(shù)于一體的速度位移傳感器。

增量式

增量式編碼器軸旋轉(zhuǎn)時(shí),有相應(yīng)的相位輸出。其旋轉(zhuǎn)方向的判別和脈沖數(shù)量的增減,需借助后部的判向電路和計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)。其計(jì)數(shù)起點(diǎn)可任意設(shè)定,并可實(shí)現(xiàn)多圈的無限累加和測量。還可以把每轉(zhuǎn)發(fā)出一個(gè)脈沖的Z信號,作為參考機(jī)械零位。當(dāng)脈沖已固定,而需要提高分辨率時(shí),可利用帶90度相位差A(yù),B的兩路信號,對原脈沖數(shù)進(jìn)行倍頻。

絕對值

絕對值編碼器軸旋轉(zhuǎn)器時(shí),有與位置一一對應(yīng)的代碼(二進(jìn)制,BCD碼等)輸出,從代碼大小的變更即可判別正反方向和位移所處的位置,而無需判向電路。它有一個(gè)絕對零位代碼,當(dāng)停電或關(guān)機(jī)后再開機(jī)重新測量時(shí),仍可準(zhǔn)確地讀出停電或關(guān)機(jī)位置地代碼,并準(zhǔn)確地找到零位代碼。一般情況下絕對值編碼器的測量范圍為0~360度,但特殊型號也可實(shí)現(xiàn)多圈測量。

正弦波

正弦波編碼器也屬于增量式編碼器,主要的區(qū)別在于輸出信號是正弦波模擬量信號,而不是數(shù)字量信號。它的出現(xiàn)主要是為了滿足電氣領(lǐng)域的需要-用作電動機(jī)的反饋檢測元件。在與其它系統(tǒng)相比的基礎(chǔ)上,人們需要提高動態(tài)特性時(shí)可以采用這種編碼器。

為了保證良好的電機(jī)控制性能,編碼器的反饋信號必須能夠提供大量的脈沖,尤其是在轉(zhuǎn)速很低的時(shí)候,采用傳統(tǒng)的增量式編碼器產(chǎn)生大量的脈沖,從許多方面來看都有問題,當(dāng)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)(6000rpm)時(shí),傳輸和處理數(shù)字信號是困難的。

在這種情況下,處理給伺服電機(jī)的信號所需帶寬(例如編碼器每轉(zhuǎn)脈沖為10000)將很容易地超過MHz門限;而另一方面采用模擬信號大大減少了上述麻煩,并有能力模擬編碼器的大量脈沖。這要感謝正弦和余弦信號的內(nèi)插法,它為旋轉(zhuǎn)角度提供了計(jì)算方法。這種方法可以獲得基本正弦的高倍增加,例如可從每轉(zhuǎn)1024個(gè)正弦波編碼器中,獲得每轉(zhuǎn)超過1000,000個(gè)脈沖。接受此信號所需的帶寬只要稍許大于100KHz即已足夠。內(nèi)插倍頻需由二次系統(tǒng)完成。

PEPPEEL+FUCHS旋轉(zhuǎn)編碼器可用于所有需要監(jiān)控旋轉(zhuǎn)速率、速度、加速度和方向的應(yīng)用。這些傳感器可用于機(jī)械工程、傳送帶行業(yè)、物流行業(yè)和包裝行業(yè)的多種應(yīng)用。您一定可以從我們豐富的產(chǎn)品中找到適合您應(yīng)用的PEPPEEL+FUCHS旋轉(zhuǎn)編碼器。


在自動化領(lǐng)域中,PEPPEEL+FUCHS旋轉(zhuǎn)編碼器可作為角度、位置、速度和加速度的傳感器來使用。此外,還可通過使用主軸、齒輪架、測量輪或拉線來測量線性運(yùn)動。


PEPPEEL+FUCHS旋轉(zhuǎn)編碼器會將機(jī)械輸入轉(zhuǎn)換為電信號,可由計(jì)數(shù)器、轉(zhuǎn)速計(jì)、可編程邏輯控制器和工業(yè) PC 處理。


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