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Technical articleskuebler增量式編碼器和絕對(duì)式編碼器區(qū)別在哪里呢
多年來,企業(yè)一直以其雄厚的技術(shù)實(shí)力,*的生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝,健全的管理體系,優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品質(zhì)量,優(yōu)良的信譽(yù),完善的服務(wù),贏得了眾多用戶的信賴。在自產(chǎn)自銷國內(nèi)儀表的同時(shí)并代理了日本、美國、德國、英國、意大利等多種進(jìn)口儀表,品牌豐富,貨源正宗。為我國電力、石化、冶金等行業(yè)的工程自動(dòng)化作出了貢獻(xiàn)。秉承以人為本、竭誠為用戶服務(wù)的宗旨,愿與海內(nèi)外朋友共創(chuàng)偉業(yè)!
一、性質(zhì)不同
1、增量型編碼器:位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號(hào),再把這個(gè)電信號(hào)轉(zhuǎn)變成計(jì)數(shù)脈沖,用脈沖的個(gè)數(shù)表示位移的大小。
2、絕對(duì)型編碼器:因其每一個(gè)位置絕對(duì)、抗干擾、無需掉電記憶,已經(jīng)越來越廣泛地應(yīng)用于各種工業(yè)系統(tǒng)中的角度、長(zhǎng)度測(cè)量和定位控制。
二、原理不同
1、增量型編碼器:在一個(gè)碼盤的邊緣上開有相等角度的縫隙(分為透明和不透明部分),在編碼器兩側(cè)安裝光源和感光元件。當(dāng)碼盤隨工作軸旋轉(zhuǎn)時(shí),每旋轉(zhuǎn)一個(gè)槽,光影都會(huì)發(fā)生變化。
經(jīng)過整形放大后,可以得到一定幅度和功率的電脈沖輸出信號(hào),脈沖數(shù)等于旋轉(zhuǎn)的槽數(shù)。脈沖信號(hào)被發(fā)送到計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù),從測(cè)量的數(shù)字可以知道圓盤旋轉(zhuǎn)的角度。
2、絕對(duì)型編碼器:絕對(duì)型編碼器因其高精度,輸出位數(shù)較多,如果仍采用并行輸出,每個(gè)輸出信號(hào)必須保證良好的連接,對(duì)于更復(fù)雜的條件隔離,電纜芯線多,這帶來很多不便,降低了可靠性。
因此,絕對(duì)型編碼器在多個(gè)數(shù)字。輸出類型,一般選擇串行輸出或總線型輸出,德國絕對(duì)編碼器串行輸出是常用的SSI(同步串行輸出)。
增量型編碼器轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),有相應(yīng)的脈沖輸出。利用后向判斷電路和計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)方向的判別和脈沖個(gè)數(shù)的增減。計(jì)數(shù)起點(diǎn)可以任意設(shè)定,實(shí)現(xiàn)多個(gè)周期的無限積累和測(cè)量。
它還可以利用每個(gè)發(fā)射脈沖的z信號(hào)作為參考機(jī)械零位。脈沖數(shù)由編碼器光柵的行數(shù)決定。為了提高分辨率,可以利用相位差為90度的 A、B信號(hào)與原脈沖數(shù)相乘或替代高分辨率編碼器。
什么是增量式編碼器
增量式編碼器定義
增量式編碼器是直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相;A、B兩組脈沖相位差90度,從而可方便的判斷出旋轉(zhuǎn)方向,而Z相為每轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖,用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位。
增量式編碼器的特點(diǎn)
1、體積小,精密,本身分辨度可以很高,無接觸無磨損、構(gòu)造很簡(jiǎn)單。
2、安裝隨意,接口形式豐富,機(jī)械壽命長(zhǎng)。
3、抗干擾能力強(qiáng),價(jià)格合理、可靠性高。
4、機(jī)械平均壽命可在幾萬小時(shí)以上
5、適合于長(zhǎng)距離傳輸
其缺點(diǎn)是無法輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的絕對(duì)位置信息,存在零點(diǎn)累計(jì)誤差,抗干擾較差,接收設(shè)備的停機(jī)需斷電記憶,開機(jī)應(yīng)找零或參考位等問題。
我們知道,旋轉(zhuǎn)編碼器有增量型、絕對(duì)值型之分,一般絕對(duì)值型編碼器要比增量型的價(jià)格貴好多;而絕對(duì)值型編碼器又分為單圈和多圈兩種,其中多圈型比單圈型的也是貴了不少。那么使用絕對(duì)值編碼器,尤其是選擇多圈絕對(duì)值編碼器的意義在哪里呢?絕對(duì)值編碼器都應(yīng)用在哪些場(chǎng)合呢?
絕對(duì)編碼器光碼盤上有許多道光通道刻線,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(gè)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次方的一的2進(jìn)制編碼(格雷碼),這就稱為n位絕對(duì)編碼器。這樣的編碼器是由光電碼盤進(jìn)行記憶的。
絕對(duì)編碼器由機(jī)械位置確定編碼,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(shí)候需要知道位置,什么時(shí)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。
從單圈絕對(duì)值編碼器到多圈絕對(duì)值編碼器,絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)單圈絕對(duì)值編碼器,以轉(zhuǎn)動(dòng)中測(cè)量光電碼盤各道刻線,以獲取的編碼,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)編碼一的原則,這樣的編碼只能用于旋轉(zhuǎn)范圍360度以內(nèi)的測(cè)量,稱為單圈絕對(duì)值編碼器。
增量型與絕對(duì)值型編碼器的主要區(qū)別在于:
①增量型編碼器是在機(jī)械軸旋轉(zhuǎn)時(shí),每旋轉(zhuǎn)經(jīng)過一個(gè)固定的角度間隔,交替輸出一組脈沖編碼。
②絕對(duì)值型編碼器則始終是基于機(jī)械軸當(dāng)前所在的角度,持續(xù)輸出其旋轉(zhuǎn)位置編碼。
而單圈與多圈絕對(duì)值編碼器的區(qū)別,僅僅是在角度位置編碼輸出量程上的不同而已,前者的量程只有一圈,而后者可以做到多圈旋轉(zhuǎn)位置測(cè)量。
不過,這并不意味著在位置測(cè)量應(yīng)用中就一定要使用絕對(duì)值編碼器,也不是說在進(jìn)行長(zhǎng)距離位置檢測(cè)時(shí)就必須使用多圈絕對(duì)值編碼器。
事實(shí)上,對(duì)于很多傳動(dòng)和運(yùn)控設(shè)備應(yīng)用來說,即使是使用增量型編碼器或者單圈絕對(duì)值編碼器,也一樣是可以實(shí)現(xiàn)所謂的多圈位置檢測(cè)和記錄功能的。
這里就非常有必要先來討論一下編碼器的測(cè)量應(yīng)用場(chǎng)景了。
絕對(duì)編碼器應(yīng)用場(chǎng)合
紡織機(jī)械、灌溉機(jī)械、造紙印刷、水利閘門、機(jī)器人及機(jī)械手臂、港口起重機(jī)械、鋼鐵冶金設(shè)備、重型機(jī)械設(shè)備、精密測(cè)量設(shè)備、機(jī)床、食品機(jī)械。
若沒有特殊要求,在測(cè)量物料進(jìn)給距離時(shí),就沒有必要采用絕對(duì)值反饋,充其量為了提升測(cè)量精度,可以使用單圈絕對(duì)值編碼器。
而如果要實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的位置測(cè)量,就非常有必要考慮使用多圈絕對(duì)值型編碼器了,因?yàn)檫@將涉及到反饋編碼一性的問題。
反饋編碼的一性,指的是編碼器在一個(gè)特定的旋轉(zhuǎn)周期范圍內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)重復(fù)的信號(hào)輸出,每個(gè)角度的位置編碼都是無二的。
增量型編碼器在旋轉(zhuǎn)時(shí)總是在重復(fù)著相同的脈沖編碼(例如:正交A/B相增量型編碼器的輸出,永遠(yuǎn)都是A/B相0/1的編碼),所以其信號(hào)輸出是不具備一性的,單圈絕對(duì)值編碼器,可以在機(jī)械軸旋轉(zhuǎn)一圈范圍內(nèi),做到位置信號(hào)輸出的一性;
而多圈絕對(duì)值編碼器則可以實(shí)現(xiàn)在其多圈旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)不出現(xiàn)重復(fù)的位置信號(hào)輸出。
無論是哪種絕對(duì)值編碼器,只要測(cè)量行程超出其圈數(shù)范圍,就一定會(huì)在旋轉(zhuǎn)過程中,以量程圈數(shù)為周期不斷輸出重復(fù)的位置編碼。
因此,盡管都能夠完成長(zhǎng)距離位置測(cè)量任務(wù),但在選用不同類型編碼器時(shí),設(shè)備應(yīng)用體驗(yàn)卻大不相同。
使用增量型編碼器或者單圈絕對(duì)值編碼器,的確可以實(shí)現(xiàn)多圈位置檢測(cè)和記錄功能,但卻是需要依賴于設(shè)備系統(tǒng)的正常運(yùn)行才能夠順利完成的:
在使用增量型編碼器進(jìn)行位置測(cè)量時(shí),需要設(shè)備的信號(hào)輸入系統(tǒng),基于編碼器側(cè)反饋的連續(xù)重復(fù)脈沖,進(jìn)行位置計(jì)數(shù);
當(dāng)使用單圈絕對(duì)值型編碼器處理多圈位置應(yīng)用時(shí),同樣需要設(shè)備系統(tǒng),在獲取反饋位置編碼的同時(shí),對(duì)旋轉(zhuǎn)圈數(shù)進(jìn)行累加計(jì)算;
這樣一來,設(shè)備運(yùn)行時(shí)各種可能發(fā)生的意外狀況,如:控制程序運(yùn)行異常、系統(tǒng)與編碼器之間電氣連接的斷開、設(shè)備故障或斷電停機(jī)、信號(hào)線路干擾...等,都將造成檢測(cè)運(yùn)算中位置計(jì)數(shù)和圈數(shù)累加的錯(cuò)誤或清零,從而相當(dāng)于中斷了位置測(cè)量的進(jìn)程。
因此,一旦出現(xiàn)上述這些情況,就必須在系統(tǒng)恢復(fù)時(shí),對(duì)編碼器所在的位置軸,進(jìn)行原點(diǎn)校準(zhǔn)的初始化操作,這無疑延長(zhǎng)了設(shè)備的停機(jī)時(shí)間。
而如果使用絕對(duì)值編碼器(包括單圈/多圈)進(jìn)行位置測(cè)量,只要其目標(biāo)量程(即測(cè)量行程)在編碼器圈數(shù)范圍內(nèi),設(shè)備系統(tǒng)就可以無需進(jìn)行任何位置計(jì)數(shù)和圈數(shù)累加方面的算法處理,直接引用編碼器輸出的反饋數(shù)據(jù)。
換句話說,位置測(cè)量將僅取決于編碼器的反饋輸出,而與電氣控制系統(tǒng)無關(guān),無論出現(xiàn)上述哪種電氣系統(tǒng)方面的意外故障,都不會(huì)因中斷檢測(cè)運(yùn)算進(jìn)程,而影響最終位置測(cè)量結(jié)果。這將幫助用戶省去設(shè)備恢復(fù)運(yùn)行時(shí)那些復(fù)雜的原點(diǎn)校準(zhǔn)初始化操作,從而縮短設(shè)備的停機(jī)時(shí)間,提升產(chǎn)線的總體運(yùn)營(yíng)效率。