編碼器的分類(lèi)

摘要：想要精準的控制電機，你一定會(huì )需要用到這樣一個(gè)東西，因為它可以幫助你破譯飛速旋轉的電機?

光電編碼器應用了光電轉換原理，可以將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈沖或數字量。這是目前應用最多的傳感器，由于光電碼盤(pán)與電動(dòng)機同軸，電動(dòng)機旋轉時(shí)，碼盤(pán)(光柵盤(pán))與電動(dòng)機同速旋轉，反映當前電動(dòng)機的轉速。

它主要由光源、碼盤(pán)、光學(xué)系統及電路4部分組成。那下面我們根據不同種類(lèi)的光電編碼器進(jìn)行說(shuō)明。

圖1

一、增量式編碼器

它可以將位移轉換成周期性的電信號，再把這個(gè)電信號轉變成計數脈沖，旋轉增量式編碼器以在轉動(dòng)時(shí)輸出脈沖，通過(guò)計數設備來(lái)知道其位置。并且位置是從零位標記開(kāi)始計算的脈沖數量是確定的，當停電后，編碼器不能有任何的移動(dòng)，再次上電工作時(shí)，編碼器輸出脈沖過(guò)程中，也不能有干擾而丟失脈沖，不然，計數設備記憶的零點(diǎn)就會(huì )偏移。錯誤的結果很難發(fā)現，如不能準確定位參考點(diǎn)，則不能保證位置的準確性。所以每次操作都要先找參考點(diǎn)。但是這樣的編碼器它不受停電、干擾的影響。

圖2

增量式編碼器可利用光電轉換原理輸出A、B和Z三組方波脈沖;A、B兩組脈沖相位差90度，能夠判斷出電機的旋轉方向，而Z相為每轉一圈輸出一個(gè)脈沖，用于基準點(diǎn)定位。此編碼器原理構造簡(jiǎn)單，機械平均，并且壽命可達幾萬(wàn)小時(shí)，具有較強的抗干擾能力，可靠性高。但是是無(wú)法輸出軸轉動(dòng)的絕對位置信息。

二、絕對式編碼器

絕對式編碼器每一個(gè)位置對應一個(gè)確定的數字碼，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關(guān)，而與測量的中間過(guò)程無(wú)關(guān)。其位置是由輸出代碼的讀數確定的。當電源斷開(kāi)時(shí)，絕對型編碼器并不與實(shí)際的位置分離。重新上電時(shí)，位置讀數仍是當前的。

圖3

絕對編碼器能夠直接進(jìn)行數字量大的輸出，在碼盤(pán)上會(huì )有若干的碼道，碼道數就是二進(jìn)制位數。在每條碼道上都會(huì )由透光與不透光的扇形區域組成，通過(guò)采用光電傳感器對信號進(jìn)行采集。在碼盤(pán)兩側分別設置有光源和光敏元件，這樣光敏元件則能夠根據是否接受到光信號進(jìn)行電平的轉換，輸出二進(jìn)制數。并且在不同位置輸出不同的數字碼。從而可以檢測絕對位置。但是分辨率是由二進(jìn)制的位數來(lái)決定的，也就是說(shuō)精度取決于位數。優(yōu)點(diǎn)：可以直接讀出角度坐標的絕對值，沒(méi)有累積誤差，電源切除后位置信息不會(huì )丟失。編碼器的抗干擾特性、數據的可靠性大大提高了。

三、混合式絕對值編碼器

混合式絕對值編碼器，它輸出兩組信息：一組信息用于檢測磁極位置，帶有絕對信息功能;另一組則完全同增量式編碼器的輸出信息。

四、旋轉變壓器

旋轉變壓器簡(jiǎn)稱(chēng)旋變，是由經(jīng)過(guò)特殊電磁設計的高性能硅鋼疊片和漆包線(xiàn)構成的，相比于采用光電技術(shù)的編碼器而言，具有耐熱，耐振。耐沖擊，耐油污，甚至耐腐蝕等惡劣工作環(huán)境的適應能力。一對極(單速)的旋變可以視作一種單圈絕對式反饋系統，應用也最為廣泛。

圖4

五、正余弦伺服電機編碼器

可以不采用高頻率的通訊即可讓伺服驅動(dòng)器獲得高精度的細分，這樣降低了硬件要求，同時(shí)由于有單圈角度信號，可以讓伺服電機啟動(dòng)平穩，啟動(dòng)力矩大。

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