編碼器應(yīng)用問答

　　旋轉(zhuǎn)單圈絕對(duì)式編碼器，以轉(zhuǎn)動(dòng)中測(cè)量光碼盤各道刻線，以獲取唯一的編碼，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)超過360度時(shí)，編碼又回到原點(diǎn)，這樣就不符合絕對(duì)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(cè)量，稱為單圈絕對(duì)式編碼器。

　　如果要測(cè)量旋轉(zhuǎn)超過360度范圍，就要用到多圈絕對(duì)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(shí)，通過齒輪傳動(dòng)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(cè)量范圍，這樣的絕對(duì)編碼器就稱為多圈式絕對(duì)編碼器，它同樣是由機(jī)械位置確定編碼，每個(gè)位置編碼唯一不重復(fù)，而無需記憶。

　　多圈編碼器另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于測(cè)量范圍大，實(shí)際使用往往富裕較多，這樣在安裝時(shí)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(jiǎn)化了安裝調(diào)試難度。

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

十三 絕對(duì)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(duì)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(duì)于位數(shù)不高的絕對(duì)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(shí)，連接簡(jiǎn)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(shí)可能有多位變化，讀數(shù)會(huì)在短時(shí)間里造成錯(cuò)碼。

　　2 所有接口必須確保連接好，因?yàn)槿缬袀€(gè)別連接不良點(diǎn)，該點(diǎn)電位始終是0，造成錯(cuò)碼而無法判斷。

　　3 傳輸距離不能遠(yuǎn)，一般在一兩米，對(duì)于復(fù)雜環(huán)境，最好有隔離。

　　4 對(duì)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(duì)于編碼器，要同時(shí)有許多節(jié)點(diǎn)輸出，增加編碼器的故障損壞率。

　　并行：時(shí)間上，數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)出;空間上，每個(gè)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(shí)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(duì)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(duì)編碼器都是用串行輸出的。

　　由于絕對(duì)型編碼器的部分知名廠家在德國(guó)，所以串行輸出大部分是與德國(guó)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。

　　串行輸出編碼器連接德國(guó)西門子的設(shè)備是比較容易的，但是連接非德國(guó)系的設(shè)備，接口就是問題了，我公司提供各種接口輸出的儀表，可以解決這樣的問題。

　　串行：時(shí)間上，數(shù)據(jù)按照約定，有先后;空間上，所有位數(shù)的數(shù)據(jù)都在一組線纜上(先后)發(fā)出。

　　十四 串行編碼器應(yīng)該都是絕對(duì)式的?

　　串行是指按時(shí)間約定，串行輸出數(shù)字編碼信號(hào)，基本是絕對(duì)的，但也有一些增量編碼器，通過內(nèi)置電池記憶原點(diǎn)，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(duì)值編碼器，在一些日本伺服系統(tǒng)中較多見。其本質(zhì)其實(shí)還是增量編碼器。

　　十五 為什么叫“絕對(duì)型編碼器”?

　　“絕對(duì)型編碼器”相對(duì)于“增量型編碼器”而言。

　　“絕對(duì)型編碼器”使用某種方式表示并記憶物體的絕對(duì)位置，角度和圈數(shù)。即一旦位置，角度和圈數(shù)固定，什么時(shí)候編碼器的示值都唯一固定，包括停電后投電?！霸隽啃途幋a器”做不到這一點(diǎn)。一般“增量型編碼器”輸出兩個(gè)A、B脈沖信號(hào)，和一個(gè)Z(L)零位信號(hào)，A、B脈沖互差90度相位角。通過脈沖計(jì)數(shù)可以知道位置，角度和圈數(shù)增量，通過A,B脈沖信號(hào)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(jì)數(shù)?！霸隽啃途幋a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(duì)型編碼器”在價(jià)格上便宜許多。

　　十六 光電編碼器、光學(xué)電子尺和靜磁柵絕對(duì)編碼器的優(yōu)缺點(diǎn)?

　　光電編碼器：

　　1 優(yōu)點(diǎn)

　　體積小，精密，本身分辨度可以很高，無接觸無磨損;同一品種既可檢測(cè)角度位移，又可在機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置幫助下檢測(cè)直線位移;多圈光電絕對(duì)編碼器可以檢測(cè)相當(dāng)長(zhǎng)量程的直線位移(如25位多圈)。壽命長(zhǎng)，安裝隨意，接口形式豐富，價(jià)格合理。成熟技術(shù)，多年前已在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。

　　2 缺點(diǎn)

　　精密但對(duì)戶外及惡劣環(huán)境下使用提出較高的保護(hù)要求;量測(cè)直線