微信网站欣赏,网站建站步骤流程,一建建设网站首页,企业网络搭建是什么编码器#xff08;encoder#xff09;是将信号#xff08;如比特流#xff09;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#xff0c;前者成为码盘#xff0c;后者称码尺#xff0e;按照读出方式编码器可以分…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成为码盘后者称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“”还是“”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“”还是“”通过“”和“”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。 按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号再把这个电信号转变成计数脉冲用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关而与测量的中间过程无关。它们存着最大的区别在增量编码器的情况下位置是从零位标记开始计算的脉冲数量确定的而绝对型编码器的位置是由输出代码的读数确定的。在一圈里每个位置的输出代码的读数是唯一的 因此当电源断开时绝对型编码器并不与实际的位置分离。如果电源再次接通那么位置读数仍是当前的有效的 不像增量编码器那样必须去寻找零位标记。 从接近开关、光电开关到旋转编码器 工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测量从几个μ到几十几百米的距离n个工位只要解决一个旋转编码器的安全安装问题可以避免诸多接近开关、光电开关在现场机械安装麻烦容易被撞坏和遭高温、水气困扰等问题。由于是光电码盘无机械损耗只要安装位置准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成本以及更主要的安装、维护、损耗成本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。 从增量式编码器到绝对式编码器 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准确性的。为此在工控中就有每次操作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允许开机找零开机后就要知道准确位置于是就有了绝对编码器的出现。 绝对型旋转光电编码器因其每一个位置绝对唯一、抗干扰、无需掉电记忆已经越来越广泛地应用于各种工业系统中的角度、长度测量和定位控制。 绝对编码器光码盘上有许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位绝对编码器。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。 绝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。 由于绝对编码器在定位方面明显地优于增量式编码器已经越来越多地应用于工控定位中。绝对型编码器因其高精度输出位数较多如仍用并行输出其每一位输出信号必须确保连接很好对于较复杂工况还要隔离连接电缆芯数多由此带来诸多不便和降低可靠性因此绝对编码器在多位数输出型一般均选用串行输出或总线型输出德国生产的绝对型编码器串行输出最常用的是SSI同步串行输出。 从单圈绝对式编码器到多圈绝对式编码器 旋转单圈绝对式编码器以转动中测量光码盘各道刻线以获取唯一的编码当转动超过360度时编码又回到原点这样就不符合绝对编码唯一的原则这样的编码器只能用于旋转范围360度以内的测量称为单圈绝对式编码器。 如果要测量旋转超过360度范围就要用到多圈绝对式编码器。 编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理当中心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绝对编码器就称为多圈式绝对编码器它同样是由机械位置确定编码每个位置编码唯一不重复而无需记忆。 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。 多圈式绝对编码器在长度定位方面的优势明显已经越来越多地应用于工控定位中。 绝对型旋转编码器的机械安装使用 绝对型旋转编码器的机械安装有高速端安装、低速端安装、辅助机械装置安装等多种形式。 高速端安装安装于动力马达转轴端或齿轮连接此方法优点是分辨率高由于多圈编码器有圈马达转动圈数在此量程范围内可充分用足量程而提高分辨率缺点是运动物体通过减速齿轮后来回程有齿轮间隙误差一般用于单向高精度控制定位例如轧钢的辊缝控制。另外编码器直接安装于高速端马达抖动须较小不然易损坏编码器。 低速端安装安装于减速齿轮后如卷扬钢丝绳卷筒的轴端或最后一节减速齿轮轴端此方法已无齿轮来回程间隙测量较直接精度较高此方法一般测量长距离定位例如各种提升设备送料小车定位等。 辅助机械安装 常用的有齿轮齿条、链条皮带、摩擦转轮、收绳机械等。 光学编码器功能特点 ‧ 采用光电感应技术 ‧ 表面贴装无引脚封装 ‧ 提供两通道数字信号输出 ‧ 计数频率0~100 KHz ‧ 电源电压DC5.0V、5~12V、12~24V ‧ 工作温度-10到70oC ‧ 编码分辨率180 LPI ‧ 符合RoHS环保标准要求 编码器工作原理 绝对脉冲编码器: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。 增量型编码器与绝对型编码器的区分 编码器如以信号原理来分有增量型编码器,绝对型编码器。 增量型编码器 (旋转型) 工作原理: 由一个中心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衰减最小抗干扰最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。编码器的定义与功能在数字系统里常常需要将某一信息输入变换为某一特定的代码输出。把二进制码按一定的规律编排例如8421码、格雷码等使每组代码具有一特定的含义代表某个数字或控制信号称为编码。具有编码功能的逻辑电路称为编码器。编码器有若干个输入在某一时刻只有一个输入信号被转换成为二进制码。如果一个编码器有N个输入端和n个输出端则输出端与输入端之间应满足关系N≤2n。 例如8线—3线编码器和10线—4线编码器分别有8输入、3位二进制码输出和10输入、4位二进制码输出。1.4线—2线编码器下面分析4输入、2位二进制输出的编码器的工作原理。4线—2线编码器的功能如表5.2.1所示。根据逻辑表达式画出逻辑图如图5.2.1所示。该逻辑电路可以实现如表5.2.1所示的功能即当I0I3中某一个输入为1输出 Y1Y0即为相对应的代码例如当I1为1时Y1Y0为01。这里还有一个问题请读者注意。当I0为1I1I3都为0和I0I3均为0时Y1Y0 都是00而这两种情况在实际中是必须加以区分的这个问题留待后面加以解决。当然编码器也可以设计为低电平有效。2.键盘输入8421BCD码编码器计算机的键盘输入逻辑电路就是由编码器组成。图5.2.2是用十个按键和门电路组成的8421码编码器其功能如表5.2.2所示 其中S0S9代表十个按键即对应十进制数09的输入键它们对应的输出代码正好是8421BCD码同时也把它们作为逻辑变量ABCD 为输出代码(A为最高位)GS为控制使能标志。对功能表和逻辑电路进行分析都可得知①该编码器为输入低电平有效②在按下S0S9中任意一个键时,即输入信号中有一个为有效电平时GS1代表有信号输入而只有S0S9均为高电平时GS0代表无信号输入,此时的输出代码0000为无效代码。由此解决了前面提出的如何区分两种情况下输出都是全0的问题。综上所述对编码器归纳为以下几点1.编码器的输入端子数N要进行编码的信息的个数与输出端子数n所得编码的位数之间应满足关系式N≤2n。2.编码器的每个输入端都代表一个二进制数、十进制数或其它信息符号而且在N个输入端中每次只允许有一个输入端输入信号输入低电平有效或输入高电平有效输出为相应的二进制代码或二十进制代码BCD码。3.正确使用编码器的控制端可以用来扩展编码器的功能。
