編碼器資料

機修師傅

增量旋轉(zhuǎn)編碼器選型有哪些注意事項？ 應(yīng)注意三方面的參數(shù)：
1． 械安裝尺寸，包括定位止口，軸徑，安裝孔位；電纜出線方式；安裝空間體積；工作環(huán)境防護(hù)等級是否滿足要求。
2． 分辨率，即編碼器工作時每圈輸出的脈沖數(shù)，是否滿足設(shè)計使用精度要求。
3．電氣接口，編碼器輸出方式常見有推拉輸出（F型HTL格式），電壓輸出（E），集電極開路（C，常見C為NPN型管輸出，C2為PNP型管輸出），長線驅(qū)動器輸出。其輸出方式應(yīng)和其控制系統(tǒng)的接口電路相匹配。
請教如何使用增量編碼器？
1，增量型旋轉(zhuǎn)編碼器有分辨率的差異，使用每圈產(chǎn)生的脈沖數(shù)來計量，數(shù)目從6到5400或更高，脈沖數(shù)越多，分辨率越高；這是選型的重要依據(jù)之一。
2，增量型編碼器通常有三路信號輸出（差分有六路信號）：A,B和Z，一般采用TTL電平，A脈沖在前，B脈沖在后，A,B脈沖相差90度，每圈發(fā)出一個Z脈沖，可作為參考機械零位。一般利用A超前B或B超前A進(jìn)行判向。
3，使用PLC采集數(shù)據(jù)，可選用高速計數(shù)模塊；使用工控機采集數(shù)據(jù)，可選用高速計數(shù)板卡；使用單片機采集數(shù)據(jù)，建議選用帶光電耦合器的輸入端口。
4，建議B脈沖做順向（前向）脈沖，A脈沖做逆向（后向）脈沖，Z原點零位脈沖。
5，在電子裝置中設(shè)立計數(shù)棧。
關(guān)于電源供應(yīng)及編碼器和PLC連接：
一般編碼器的工作電源有三種：5Vdc、5-13 Vdc或11-26Vdc。如果你買的編碼器用的是11-26Vdc的，就可以用PLC的24V電源，需注意的是： 1． 編碼器的耗電流，在PLC的電源功率范圍內(nèi)。
2． 編碼器如是并行輸出，連接PLC的I/O點，需了解編碼器的信號電平是推拉式（或稱推挽式）輸出還是集電極開路輸出，如是集電極開路輸出的，有N型和P型兩種，需與PLC的I/O極性相同。如是推拉式輸出則連接沒有什么問題。
3． 編碼器如是驅(qū)動器輸出，一般信號電平是5V的，連接的時候要小心，不要讓24V的電源電平串入5V的信號接線中去而損壞編碼器的信號端。
干擾的問題
選擇什么樣的輸出對抗干擾也很重要，一般輸出帶反向信號的抗干擾要好一些，即A+~A-,B+~B-,Z+~Z-，其特征是加上電源8根線，而不是5根線(共零)。帶反向信號的在電纜中的傳輸是對稱的，受干擾小，在接受設(shè)備中也可以再增加判斷（例如接受設(shè)備的信號利用A、B信號90°相位差，讀到電平10、11、01、00四種狀態(tài)時，計為一有效脈沖，此方案可有效提高系統(tǒng)抗干擾性能（計數(shù)準(zhǔn)確））。
何為長線驅(qū)動？普通型編碼器能否遠(yuǎn)距離傳送？
長線驅(qū)動也稱差分長線驅(qū)動，5V，TTL的正負(fù)波形對稱形式，由于其正負(fù)電流方向相反，對外電磁場抵消，故抗干擾能力較強。普通型編碼器一般傳輸距離是100米，如果是24V HTL型且有對稱負(fù)信號的，傳輸距離300-400米。
增量光柵Z信號可否作零點？圓光柵編碼器如何選用？
無論直線光柵還是軸編碼器其Z信號的均可達(dá)到同A\B信號相同的精確度，只不過軸編碼器是一圈一個，而直線光柵是每隔一定距離一個，用這個信號可達(dá)到很高的重復(fù)精度。可先用普通的接近開關(guān)初定位，然后找最為接近的Z信號(每次同方向找)，裝的時候不要望忘了將其相位調(diào)的和光柵相位一致，否則不準(zhǔn)。
增量型編碼器和絕對型編碼器有何區(qū)別？做一個伺服系統(tǒng)時怎么選擇呢？
常用的為增量型編碼器，如果對位置、零位有嚴(yán)格要求用絕對型編碼器。伺服系統(tǒng)要具體分析，看應(yīng)用場合。
測速度用常用增量型編碼器，可無限累加測量；測位置用絕對型編碼器，位置唯一性（單圈或多圈），最終看應(yīng)用場合，看要實現(xiàn)的目的和要求。
絕對型旋轉(zhuǎn)編碼器選型注意事項，旋轉(zhuǎn)編碼器和接近開關(guān)、光電開關(guān)優(yōu)勢比較：
絕對編碼器單圈從經(jīng)濟(jì)型8位到高精度17位；　　
絕對編碼器多圈大部分用25位，輸出有SSI，總線Profibus-DP,Can L2,Interbus,DeviceNet。
從增量式編碼器到絕對式編碼器
旋轉(zhuǎn)增量式編碼器以轉(zhuǎn)動時輸出脈沖，通過計數(shù)設(shè)備來知道其位置，當(dāng)編碼器不動或停電時，依靠計數(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，編碼器輸出脈沖過程中，也不能有干擾而丟失脈沖，不然，計數(shù)設(shè)備記憶的零點就會偏移，而且這種偏移的量是無從知道的，只有錯誤的生產(chǎn)結(jié)果出現(xiàn)后才能知道。
　　解決的方法是增加參考點，編碼器每經(jīng)過參考點，將參考位置修正進(jìn)計數(shù)設(shè)備的記憶位置。在參考點以前，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，開機找零等方法。
　　比如，打印機掃描儀的定位就是用的增量式編碼器原理，每次開機，我們都能聽到噼哩啪啦的一陣響，它在找參考零點，然后才工作。　　這樣的方法對有些工控項目比較麻煩，甚至不允許開機找零（開機后就要知道準(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次方的唯一的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械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。
　　絕對編碼器由機械位置決定的每個位置的唯一性，它無需記憶，無需找參考點，而且不用一直計數(shù)，什么時候需要知道位置，什么時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。
　　由于絕對編碼器在位置定位方面明顯地優(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。
測速度需要可以無限累加測量，目前增量型編碼器在測速應(yīng)用方面仍處于無可取代的主流位置。
從單圈絕對式編碼器到多圈絕對式編碼器
旋轉(zhuǎn)單圈絕對式編碼器，以轉(zhuǎn)動中測量光碼盤各道刻線，以獲取唯一的編碼，當(dāng)轉(zhuǎn)動超過360度時，編碼又回到原點，這樣就不符合絕對編碼唯一的原則，這樣的編碼器只能用于旋轉(zhuǎn)范圍360度以內(nèi)的測量，稱為單圈絕對式編碼器。
　　如果要測量旋轉(zhuǎn)超過360度范圍，就要用到多圈絕對式編碼器。
　　編碼器生產(chǎn)廠家運用鐘表齒輪機械的原理，當(dāng)中心碼盤旋轉(zhuǎn)時，通過齒輪傳動另一組碼盤（或多組齒輪，多組碼盤），在單圈編碼的基礎(chǔ)上再增加圈數(shù)的編碼，以擴(kuò)大編碼器的測量范圍，這樣的絕對編碼器就稱為多圈式絕對編碼器，它同樣是由機械位置確定編碼，每個位置編碼唯一不重復(fù)，而無需記憶。
　　多圈編碼器另一個優(yōu)點是由于測量范圍大，實際使用往往富裕較多，這樣在安裝時不必要費勁找零點，將某一中間位置作為起始點就可以了，而大大簡化了安裝調(diào)試難度。
絕對型編碼器的串行和并行輸出的介紹
并行輸出：
　　絕對型編碼器輸出的是多位數(shù)碼（格雷碼或純二進(jìn)制碼），并行輸出就是在接口上有多點高低電平輸出，以代表數(shù)碼的1或0，對于位數(shù)不高的絕對編碼器，一般就直接以此形式輸出數(shù)碼，可直接進(jìn)入PLC或上位機的I/O接口，輸出即時，連接簡單。但是并行輸出有如下問題：　　1。必須是格雷碼，因為如是純二進(jìn)制碼，在數(shù)據(jù)刷新時可能有多位變化，讀數(shù)會在短時間里造成錯碼。
　　2。所有接口必須確保連接好，因為如有個別連接不良點，該點電位始終是0，造成錯碼而無法判斷。
　　3。傳輸距離不能遠(yuǎn)，一般在一兩米，對于復(fù)雜環(huán)境，最好有隔離。
　　4。對于位數(shù)較多，要許多芯電纜，并要確保連接優(yōu)良，由此帶來工程難度，同樣，對于編碼器，要同時有許多節(jié)點輸出，增加編碼器的故障損壞率。
并行：時間上，數(shù)據(jù)同時發(fā)出；空間上，每個位數(shù)的數(shù)據(jù)各占用一根線纜。
增量型編碼器輸出的通常是并行輸出。
　　串行輸出：
　　串行輸出就是通過約定，在時間上有先后的數(shù)據(jù)輸出，這種約定稱為通訊規(guī)約，其連接的物理形式有RS232、RS422(TTL)、RS485等。 　　串行輸出連接線少，傳輸距離遠(yuǎn)，對于編碼器的保護(hù)和可靠性就大大提高了，一般高位數(shù)的絕對編碼器都是用串行輸出的。
　　由于絕對型編碼器的部分知名廠家在德國，所以串行輸出大部分是與德國的西門子配套的，如SSI同步串行輸出，總線型是PROFIBUS-DP的輸出等。
　　串行是指按時間約定，串行輸出數(shù)字編碼信號，基本是絕對的，但也有一些增量編碼器，通過內(nèi)置電池記憶原點，其也可以通過串行輸出位置值，如電池線不聯(lián)，還是增量編碼器，此也稱為偽絕對值編碼器，在一些日本伺服系統(tǒng)中較多見。其本質(zhì)其實還是增量編碼器。
為什么叫“絕對型編碼器”？
“絕對型編碼器”相對于“增量型編碼器”而言。
“絕對型編碼器”使用某種方式表示并記憶物體的絕對位置，角度和圈數(shù)。即一旦位置，角度和圈數(shù)固定，什么時候編碼器的示值都唯一固定，包括停電后投電。“增量型編碼器”做不到這一點。一般“增量型編碼器”輸出兩個A、B脈沖信號，和一個Z(L)零位信號，A、B脈沖互差90度相位角。通過脈沖計數(shù)可以知道位置，角度和圈數(shù)增量，通過A,B脈沖信號超前或滯后可以知道方向，停電后，必須從約定的基準(zhǔn)重新開始計數(shù)。“增量型編碼器”表示位置，角度和圈數(shù)需要做后處理，重新投電要做“復(fù)零”操作，所以，“增量型編碼器”比“絕對型編碼器”在價格上便宜許多。

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梁啟紅

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