編碼器應(yīng)用十六問（下）

九 絕對型旋轉(zhuǎn)編碼器選型價格

　　絕對編碼器單圈從經(jīng)濟(jì)型8位到高精度17位，價格可以從幾百元到1萬多不等；

　　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,價格也可以從3千多到1萬多不等。

　　旋轉(zhuǎn)光電編碼器測量角度和長度，已是很成熟的技術(shù)了，現(xiàn)今再用上高精度大量程的絕對型編碼器，大大提高了測量精度和可靠性，而且經(jīng)濟(jì)實(shí)用。就目前來看，其仍然是測量長度的最多選擇。

　　十 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(jì)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(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，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(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，在工控自動化程序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(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)械位置決定的每個位置的唯一性，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)用于工控自動化定位中。

　　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。

　　十一 能不能提示下選用絕對型編碼器應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？

　　（一）機(jī)械部分

　　1.測長度還是測角度，測長度如何通過機(jī)械方式轉(zhuǎn)換。測角度是360度內(nèi)（單圈），還是可能過360度（多圈）。生產(chǎn)過程是一個方向旋轉(zhuǎn)循環(huán)工作，還是來回方向循環(huán)工作。

　　2.軸連接安裝形式，有軸型通過軟性聯(lián)軸器連接，還是軸套型連接。

　　3.使用環(huán)境：粉塵，水氣，震動，撞擊

　　（二）電氣部分

　　1.連接的輸出接收部分是什么？

　　2.信號形式？

　　3.分辨率要求？

　　4.控制要求？

　　十二 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(diǎn)，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(yùn)用鐘表齒輪機(jī)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(jī)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(diǎn)是由于測量范圍大，實(shí)際使用往往富裕較多，這樣在安裝時不必要費(fèi)勁找零點(diǎn)，將某一中間位置作為起始點(diǎn)就可以了，而大大簡化了安裝調(diào)試難度。

　　多圈式絕對編碼器在長度定位方面的優(yōu)勢明顯，已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于工控定位中。

十三 絕對型編碼器的串行和并行輸出的詳細(xì)一點(diǎn)的信息？

　　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(diǎn)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(jī)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?yàn)槿缡羌兌M(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?yàn)槿缬袀€別連接不良點(diǎn)，該點(diǎn)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(diǎn)輸出，增加編碼器的故障損壞率。