旋轉編碼器是用來測量轉速的裝置

I=JI三ml￥iliiJ旋轉編碼器是用來測量轉速的裝置，光電式旋轉編

碼器通過光電轉換，可將輸出軸的角位移、角速度等

機械量轉換成相應的電脈沖以數(shù)字量輸出（REP）。它

分為單路輸出和雙路輸出兩種。技術參數(shù)主要有每轉

脈沖數(shù)（幾十個到幾千個都有），和供電電壓等。單

路輸出是指旋轉編碼器的輸出是一組脈沖，而雙路輸

出的旋轉編碼器輸出兩組A/BI=JI三ml￥iliiJ編碼器如以信號原理來分可分為增量脈沖編碼器:SPC絕對脈沖編碼器:APC兩者一般都應用于速度控制或位置控制系統(tǒng)的檢測元件.增量型編碼器與絕對型編碼器的區(qū)分按照工作原理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換成周期性的電信號，再把這個電信號轉變成計數(shù)脈沖，用脈沖的個數(shù)表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個位置對應一個確定的數(shù)字碼，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關，而與測量的中間過程無關。旋轉增量式編碼器以轉動時輸出脈沖，通過計數(shù)設備來知道其位置，當編碼器不動或停電時，依靠計數(shù)設備的內(nèi)部記憶來記住位置。這樣，當停電后，編碼器不能有任何的移動，當來電工作時，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，將參考位置修正進計數(shù)設備的記憶位置。在參考點以前，是不能保證位置的準確性的。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（開機后就要知道準確位置），于是就有了絕對編碼器的出現(xiàn)。絕對型旋轉光電編碼器，因其每一個位置絕對唯一、抗干擾、無需掉電記憶，已經(jīng)越來越廣泛地應用于各種工業(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、十擾的影響。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最常用的是SSI（同步串行輸出）。工作原理由一個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,每個正弦波相差90度相位差（相對于一個周波為360度），將C、D信號反向，疊加在A、B兩相上，可增強穩(wěn)定信號；另每轉輸出一個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與反轉，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數(shù)量級，塑料碼盤是經(jīng)濟型的，其成本低，但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。分辨率一編碼器以每旋轉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，一般在每轉分度5?10000線。信號輸出信號輸出有正弦波（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備接口應與編碼器對應。信號連接一編碼器的脈沖信號一般連接計數(shù)器、PLC、計算機，PLC和計算機連接的模塊有低速模塊與高速模塊之分，開關頻率有低有高。如單相聯(lián)接，用于單方向計數(shù)，單方向測速。A.B兩相聯(lián)接，用于正反向計數(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，可傳輸較遠的距離。對于TTL的帶有對稱負信號輸出的編碼器，信號傳輸距離可達150米。旋轉編碼器由精密器件構成，故當受到較大的沖擊時，可能會損壞內(nèi)部功能，使用上應充分注意。注意事項1）安裝安裝時不要給軸施加直接的沖擊。編碼器軸與機器的連接，應使用柔性連接器。在軸上裝連接器時，不要硬壓入。即使使用連接器，因安裝不良，也有可能給軸加上比允許負荷還大的負荷，或造成撥芯現(xiàn)象，因此，要特別注意。軸承壽命與使用條件有關，受軸承荷重的影響特別大。如軸承負荷比規(guī)定荷重小，可大大延長軸承壽命。不要將旋轉編碼器進行拆解，這樣做將有損防油和防滴性能。防滴型產(chǎn)品不宜長期浸在水、油中，表面有水、油時應擦拭干凈。（2）振動加在旋轉編碼器上的振動，往往會成為誤脈沖發(fā)生的原因。因此，應對設置場所、安裝場所加以注意。每轉發(fā)生的脈沖數(shù)越多，旋轉槽圓盤的槽孔間隔越窄，越易受到振動的影響。在低速旋轉或停止時，加在軸或本體上的振動使旋轉槽圓盤抖動，可能會發(fā)生誤脈沖。（3）關于配線和連接誤配線，可能會損壞內(nèi)部回路，故在配線時應充分注意：配線應在電源OFF狀態(tài)下進行，電源接通時，若輸出線接觸電源，則有時會損壞輸出回路。若配線錯誤，則有時會損壞內(nèi)部回路，所以配線時應充分注意電源的極性等。3若和高壓線、動力線并行配線，則有時會受到感應造成誤動作成損壞，所以要分離開另行配線。延長電線時，應在10m以下。并且由于電線的分布容量，波形的上升、下降時間會較長，有問題時，采用施密特回路等對波形進行整形。為了避免感應噪聲等，要盡量用最短距離配線。向集成電路輸入時，特別需要注意。6電線延長時，因?qū)w電阻及線間電容的影響，波形的上升、下降時間加長，容易產(chǎn)生信號間的干擾（串音），因此應用電阻小、線間電容低的電線（雙絞線、屏蔽線）。對于HTL的帶有對稱負信號輸出的編碼器，信號傳輸距離可達300米旋轉編碼器的原理和特點旋轉編碼器是集光機電技術于一體的速度位移傳感器。當旋轉編碼器軸帶動光柵盤旋轉時，經(jīng)發(fā)光元件發(fā)出的光被光柵盤狹縫切割成斷續(xù)光線，并被接收元件接收產(chǎn)生初始信號。該信號經(jīng)后繼電路處理后，輸出脈沖或代碼信號。其特點是體積小，重量輕，品種多，功能全，頻響高，分辨能力高，力矩小，耗能低，性能穩(wěn)定，可靠使用壽命長等特點。1、 增量式編碼器增量式編碼器軸旋轉時，有相應的相位輸出。其旋轉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數(shù)器來實現(xiàn)。其計數(shù)起點可任意設定，并可實現(xiàn)多圈的無限累加和測量。還可以把每轉發(fā)出一個脈沖的Z信號，作為參考機械零位。當脈沖已固定，而需要提高分辨率時，可利用帶90度相位差A，B的兩路信號，對原脈沖數(shù)進行倍頻。2、 絕對值編碼器絕對值編碼器軸旋轉器時，有與位置——對應的代碼（二進制，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。它有一個絕對零位代碼，當停電或關機后再開機重新測量時，仍可準確地讀出停電或關機位置地代碼，并準確地找到零位代碼。一般情況下絕對值編碼器的測量范圍為0?360度，但特殊型號也可實現(xiàn)多圈測量。3、 正弦波編碼器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域的需要一用作電動機的反饋檢測元件。在與其它系統(tǒng)相比的基礎上，人們需要提高動態(tài)特性時可以采用這種編碼器。為了保證良好的電機控制性能，編碼器的反饋信號必須能夠提供大量的脈沖，尤其是在轉速很低的時候，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，當電機高速旋轉（6000rpm）時，傳輸和處理數(shù)字信號是困難的。在這種情況下，處理給伺服電機的信號所需帶寬（例如編碼器每轉脈沖為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，它為旋轉角度提供了計算方法。這種方法可以獲得基本正弦的高倍增加，例如可從每轉1024個正弦波編碼器中，獲得每轉超過1000，000個脈沖。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。輸出信號1、信號序列一般編碼器輸出信號除A、B兩相（A、B兩通道的信號序列相位差為90度）外，每轉一圈還輸出一個零位脈沖Z。。當主軸以順時針方向旋轉時，按下圖輸出脈沖，A通道信號位于B通道之前；當主軸逆時針旋轉時，A通道信號則位于B通道之后。從而由此判斷主軸是正轉還是反轉。正弦輸出編碼器輸出的差分信號如下圖所示:S：-

2、零位信號編碼器每旋轉一周發(fā)一個脈沖，稱之為零位脈沖或標識脈沖，零位脈沖用于決定零位置或標識位置。要準確測量零位脈沖，不論旋轉方向，零位脈沖均被作為兩個通道的高位組合輸出。由于通道之間的相位差的存在，零位脈沖僅為脈沖長度的一半。3、預警信號有的編碼器還有報警信號輸出，可以對電源故障，發(fā)光二極管故障進行報警，以便用戶及時更換編碼器。 * f OCNONPN/PNP * f OCNOA

耳―_一-—NPN開路集電極輸出[1]最基本的輸出方式，抗干擾能力差，輸出有效距離短。在旋轉編碼器中用于增量型編碼器輸出，現(xiàn)已較少使用。傳輸介質(zhì)：所有導線，光纖，無線電高頻特性：佳右圖為NPN開路集電集輸出。線驅(qū)動（TTL/RS422）TT| O4弛2\ V事箱線驅(qū)動對稱的正負信號輸出，抗干擾能力強，最大傳輸距離1000m.傳輸介質(zhì)：雙絞線高頻特性：佳在旋轉編碼器乃至現(xiàn)今工業(yè)控制系統(tǒng)作為電氣連接接口使用非常普遍。推挽輸出（Push-Pull）：組合了PNP和NPN兩種輸出，對稱的正負信號輸出，可以方便地駁接單端接收，抗干擾能力強，（差分接收）；最大傳輸距離100m。傳輸介質(zhì)：雙絞線（差分接收）；所有導線，光纖，無線電（單端接收）。高頻特性：好四其它：其它的接口方式還有RS232（C），RS485以及絕對編碼器常用的SSI，各種現(xiàn)場總路線（如Profibus,Devicenet,CANopen等）。常用術語■輸出脈沖數(shù)/轉旋轉編碼器轉一圈所輸出的脈沖數(shù)發(fā)，對于光學式旋轉編碼器，通常與旋轉編碼器內(nèi)部的光柵的槽數(shù)相同（也可在電路上使輸出脈沖數(shù)增加到槽數(shù)的2倍4倍）?！龇直媛史直媛时硎拘D編碼器的主軸旋轉一周，讀出位置數(shù)據(jù)的最大等分數(shù)。絕對值型不以脈沖形式輸出，而以代碼形式表示當前主軸位置（角度）。與增量型不同，相當于增量型的“輸出脈沖/轉”?！龉鈻殴鈱W式旋轉編碼器，其光柵有金屬和玻璃兩種。如是金屬制的，開有通光孔槽；如是玻璃制的，是在玻璃表面涂了一層遮光膜，在此上面沒有透明線條（槽）。槽數(shù)少的場合，可在金屬圓盤上用沖床加工或腐蝕法開槽。在耐沖擊型編碼器上使用了金屬的光柵，它與金屬制的光柵相比不耐沖擊，因此在使用上請注意，不要將沖擊直接施加于編碼器上?！鲎畲箜憫l率是在1秒內(nèi)能響應的最大脈沖數(shù)（例：最大響應頻率為2KHz，即1秒內(nèi)可響應2000個脈沖）公式如下最大響應轉速（rpm）/60X（脈沖數(shù)/轉）二輸出頻率Hz■最大響應轉速是可響應的最高轉速，在此轉速下發(fā)生的脈沖可響應公式如下：最大響應頻率（Hz）/（脈沖數(shù)/轉）X60二軸的轉速rpm■輸出波形輸出脈沖（信號）的波形?！鲚敵鲂盘栂辔徊疃噍敵鰰r，二個輸出脈沖波形的相對的的時間差?！鲚敵鲭妷褐篙敵雒}沖的電壓。輸出電壓會因輸出電流的變化而有所變化。各系列的輸出電壓請參照輸出電流特性圖■起動轉矩使處于靜止狀態(tài)的編碼器軸旋轉必要的力矩。一般情況下運轉中的力矩要比起動力矩小。■軸允許負荷表示可加在軸上的最大負荷，有徑向和軸向負荷兩種。徑向負荷對于軸來說，是垂直方向的，受力與偏心偏角等