严格地讲,方波高只能做4倍频,虽然有人用时差法可以分的更细,但那基本不是增量编码器推荐的,角度编码器工厂,更高的分频要用增量脉冲信号是SIN/COS类正余弦的信号来做,后续电路可通过读取波形相位的变化,用模数转换电路来细分,5倍、10倍、20倍,甚至100倍以上,分好后再以方波波形输出(PPR)。分频的倍数实际是有限制的,首先,模数转换有时间响应问题,模数转换的速度与分辨的度是一对矛盾,不可能细分,分的过细,响应与度就有问题;其次,原编码器的刻线精度,输出的类正余弦信号本身一致性、波形度是有限的,分的过细,只会把原来码盘的误差暴露得更明显,而带来误差。细分做起来容易,但要做好却很难,其一方面取决于原始码盘的刻线精度与输出波形度,另一方面取决于细分电路的响应速度与分辨度。例如,德国的工业编码器,旋转角度编码器,推荐的佳细分是20倍,更高的细分是其推荐的精度更高的角度编码器,但旋转的速度是很低的。
一个增量编码器细分后输出A/B/Z方波的,还可以再次4倍频,但是请注意,细分对于编码器的旋转速度是有要求的,一般都较低。另外,如原始码盘的刻线精度不高、波形不,或细分电路本身的限制,细分也许会波形严重失真,大小步,丢步等,选用及使用时需注意。
前面的问题:一个正余弦A/B输出360PPR的增量编码器,小分辨角度可能是0.01度(如果25倍分频,且原始码盘精度有保证)。
有些增量编码器,其原始刻线可以是2048线(2的11次方,11位),通过16倍(4位)细分,得到15位PPR,再次4倍频(2位),得到了17位(Bit)的分辨率,这就是有些日系编码器的17位高位数编码器的得来了,角度编码器,它一般就用“位,Bit”来表达分辨率了。这种日系的编码器在较快速度时,内部仍然要用未细分的低位信号来处理输出的,要不然响应就跟不上了,所以不要被它的“17位”迷惑了。
增量型编码器信号的连接
1、信号的匹配形式
A、集电极开路输出,这种输出方式通过使用编码器输出侧的三极管,将三极管的发射极引出端子连接至0V,断开集电极与+Vcc的端子并把集电极作为输出端。在编码器供电电压和信号接受装置的电压不一致的情况下,建议使用这种类型的输出电路。三极管的极性分NPN与PNP,后接收设备选型要匹配不可选错,这种输出电路简单经济,但选型面窄,传递距离根据放大管有远有近,但总体传递距离不远,且保护不够,较易损坏,角度编码器厂家,大部分用在单机设备上而不是工程项目中。这种输出的电压依据供电,有5-12V输出和12-24V输出,这也要搞清楚才能确保信号的连接。
B、电压输出,这种输出方式通过使用编码器输出侧的三极管,将三极管的发射极引出端子连接至0V,集电子与+Vcc和负载之间增加一个电阻相连,并作为输出端。在编码器供电电压和信号接受装置的电压一致的情况下,建议使用这种类型的输出电路。这是针对是PNP或NPN形式的接收设备的一种权宜,便于两者都可以连接,但现在这种电压接口往往已经做在了经济型PLC上了,如果是那样的PLC,还是应该直接选集电极开路输出的,或电压型的极性相当的编码器,因为如果选电压输出型的编码器PNP+电压的,而连接的PLC是NPN+电压的,就会有漏电流而产生错误。
编码器应用案例
一家汽车制造公司使用编码器在其生产线上检测轮胎的位置和速度。编码器能够实时测量轮胎的旋转和线速度,从而调整生产线上的机器运行速度和位置,保证轮胎安全而有效地生产出来。
编码器的发展趋势
随着技术的发展,编码器精度将会进一步提高,而成本将会降低。
编码器将会应用更多的智能技术,例如物联网、云计算等,实现更加智能化的控制和监测。
未来的编码器将会融合多种传感器技术,实现多功能化的测量和控制
如何购买编码器?
根据需要选择合适的编码器类型和规格。
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