增量式编码器分类
根据不同的工作原理和结构,增量式编码器可以分为以下几类:
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光学增量式编码器:采用光电二极管作为感应器,通过光栅、光柵或光圆盘等光学元件来实现脉冲信号的产生。光学增量式编码器具有高分辨率和较高的精度,适用于要求较高的测量场景。
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磁性增量式编码器:利用磁性材料和霍尔传感器等磁敏元件来感知磁场变化,并将其转化为脉冲信号。磁性增量式编码器具有较强的抗干扰能力和耐用性,适用于工业环境或高温、高湿度等恶劣条件下的测量应用。
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电容式增量式编码器:利用电容变化来感知物体的位置和运动,通过电容传感器将电容信号转化为脉冲信号。电容式增量式编码器具有高灵敏度和精度,适用于微小位移或微观测量。






工作电压、耗电流:
工作电压一般有10-30Vdc和5Vdc±10%两种,电压和耗电流决定供电电源的功率。
信号输出:
信号输出有正弦波(电流或电压),方波(TTL、HTL),集电极/发射极开路(PNP、NPN)、脉冲输出多种形式,其中TTL为长线差分驱动5V电平(对称A,A-;B,B-;Z,Z-),HTL为推拉式10V电平(或推挽式)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,衰减小,抗干扰佳,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。
其他主要参数根据需要参看样本:
电缆或插座,传输距离,轴负载,振动,冲击,启动力矩,转子瞬间惯性等。
工作转速与电子开关频率和分辨率的关系
在增量型编码器的选型中,还有个重要的问题就是开关频率问题,无论是编码器还是接收设备,这都是一个重要的参数。
前面介绍了,增量编码器码盘是由很多光栅刻线组成的,数控铣床光栅尺图片,有两个(或4个的)光眼读取A,B信号的,刻线的密度决定了这个增量型编码器的分辨率,而编码器读取并输出这个刻线的频率称为电子开关频率,由于受光学器件与电子放大器件的限制,对于每个增量型编码器,这个频率fmax是有上限的。就好比火车,启动时慢慢开,我们还能辨别车窗内的旅客,开得快了,光栅尺,我们只能看到一节节车皮了。
显然,这个限制同时与分辨率(刻线的密度)、转速(刻线的变化速度)有关。
fmax就是编码器参数给出的大电子开关频率,由此可以计算出在选不同的分辨率下,可以得到的大工作转速,注意,一般编码器也有一个大机械转速参数,那是指编码器的轴承等机械可以承受的转速。
在接收设备端,同样由于受电子器件的限制,有一个频率上限问题,这就是大家经常提到的普通计数模块与高速计数模块问题,以提供的公式,计算出接收设备所需要的电子频率,正确选型,以确保信号读取的准确。特别需要说明的是,数控铣床光栅尺,并不是接收设备的开关频率越高越好,频率越高,接收设备对信号的频宽开的门就越大,抗干扰问题就越严重了,我曾经接到一个用户的电话,在汽车厂的运动控制系统中,接收的运动控制卡的接收频率是1MHz,其现场的抗干扰问题就困惑了他很长时间。
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