从码盘技术划分 ---------
1) 增量式编码器
增量式码盘图
工作原理:增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相;A、B两组脉冲相位差90,磁角度编码器,从而可方便的判断出旋转方向,而Z相为每转一个脉冲,用于基准点定位。
特点:优点是原理构造简单,机械平均寿命可在几万小时以上,抗干扰能力强,可靠性高,适合于长距离传输。缺点是一旦切断电源,会导致位置信息丢失。而且再次接通电源,需执行原点返回才能够重新开始运行。
比如,打印机扫描仪的定位就是用的增量式编码器原理,每次开机,我们都能听到噼哩啪啦的一阵响,它在找参考零点,然后才工作。
适合工况:适用于数控机床及机械附件、机器人、自动装配机、自动生产线、纺织机械、包装机械(定长)、印刷机械(同步)、木工机械、塑料机等场景。可以说精度、稳定性都不错,价格又适宜,所以应用很广。
2) 编码器
*码盘图
工作原理:编码器是直接输出数字的传感器,在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码盘,每条道上有透光和不透光的扇形区相间组成,相邻码道的扇区数目是双倍关系,码盘上的码道数是它的二进制数码的位数,在码盘的一侧是光源,另一侧对应每一码道有一光敏元件,当码盘处于不同位置时,角度编码器磁铁,各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号,形成从2的零次方到2的n-1次方且2进制编码。码道数越多精度越大,目前国内已有17位、23位编码器。
特点:优点是不要计数器,在转轴的任意位置都可读出与位置相对应且数字码,不受停电、干扰的影响。也就是说,哪怕停电了,编码器只要上电就能知道自己现在所处的位置。缺点是结构、电路比较复杂,技术要求高。
适合工况:适用于特殊机床、纺织机械、灌溉机械、造纸印刷、水利闸门、机器人及机械手臂、精密测量设备、电梯等精密设备。编码器抗干扰特性、数据的可靠性更强一些,但价格也更加昂贵。
型编码器(旋转型)
工作原理:
编码器光码盘上有许多道刻线,每道刻线依次以2线、4线、8线、16线……编排,这样,角度编码器原理,在编码器的每一个位置,通过读取每道刻线的通、暗,获得一组从2的零次方到2的n-1次方的的2进制编码(格雷码),这就称为n位式编码器。这样的编码器是由码盘的机械位置决定的,它不受停电、干扰的影响。
编码器由机械位置决定的每个位置的性,它无需掉电记忆,无需找参考点,而且不用一直计数,什么时候需要知道位置,什么时候就去读取它的位置。这样,编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。
由于式编码器在定位方面明显地优于增量式编码器,已经越来越多地应用于各种工业系统中的角度、长度测量和定位控制中。但因其高精度,输出位数较多,如仍用并行输出,其每一位输出信号必须确保连接很好,对于较复杂工况还要隔离,连接电缆芯数多,由此带来诸多不便和降低可靠性,因此,角度编码器,式编码器在多位数输出型,一般均选用串行输出或总线型输出。
编码器的常见故障及解决方法
机械振动:机械振动是编码器故障的潜在原因之一。在一些工作环境中,机械系统可能会产生较大的振动,这可能会导致编码器固定不牢或内部元件松动。为了避免这种情况,可以使用减震装置或增加固定紧固件,以确保编码器的稳定性。
温度问题:编码器在温度环境中的工作可能会导致性能下降或出现故障。过高的温度可能会损坏电子元件或导致精度下降。因此,建议在规定的工作温度范围内使用编码器,并确保良好的散热条件,以避免温度引起的问题。
电路板故障:在长时间使用编码器后,电路板可能会出现老化或损坏,导致故障。这可能是由于电子元件老化、环境腐蚀、过电压等原因引起的。解决此问题的方法是定期检查和维护编码器,及时更换老化或损坏的电路板
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