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发表于 2006-10-2 07:42:00
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旋转编码器问答
.※从接近开关、光电开关到旋转编码器：
工业控制中的定位，接近开关、光电开关的应用已经相当成熟了，而且很好用。可是，随着工控的不断发展，又有了新的要求，这样，选用旋转编码器的应用优点就突出了：
信息化：除了定位，控制室还可知道其具体位置；
柔性化：定位可以在控制室柔性调整；
现场安装的方便和安全、长寿：拳头大小的一个旋转编码器，可以测量从几个µ到几十、几百米的距离，n个工位，只要解决一个旋转编码器的安全安装问题，可以避免诸多接近开关、光电开关在现场机械安装麻烦，容易被撞坏和遭高温、水气困扰等问题。由于是光电码盘，无机械损耗，只要安装位置准确，其使用寿命往往很长。
多功能化：除了定位，还可以远传当前位置，换算运动速度，对于变频器，步进电机等的应用尤为重要。
经济化：对于多个控制工位，只需一个旋转编码器的成本，以及更主要的安装、维护、损耗成本降低，使用寿命增长，其经济化逐渐突显出来。
如上所述优点，旋转编码器已经越来越广泛地被应用于各种工控场合。
5.※关于电源供应及编码器和PLC连接：
一般编码器的工作电源有三种：5Vdc、5-13 Vdc或11-26Vdc。如果你买的编码器用的是11-26Vdc的，就可以用PLC的24V电源，需注意的是：
1． 编码器的耗电流，在PLC的电源功率范围内。
2． 编码器如是并行输出，连接PLC的I/O点，需了解编码器的信号电平是推拉式（或称推挽式）输出还是集电极开路输出，如是集电极开路输出的，有N型和P型两种，需与PLC的I/O极性相同。如是推拉式输出则连接没有什么问题。
3． 编码器如是驱动器输出，一般信号电平是5V的，连接的时候要小心，不要让24V的电源电平串入5V的信号接线中去而损坏编码器的信号端。（我公司也可以做宽电压驱动器输出（5-30 Vdc），有此要求定货时要注明）
6.※在很多的情况之下是编码器并没有坏，而只是干扰的原因，造成波型不好，导致计数不准。请教如何进行判断？谢谢！
编码器属精密元件，这主要因为编码器周围干扰比较严重，比如：是否有大型电动机、电焊机频繁起动造成干扰，是否和动力线同一管道传输等。
选择什么样的输出对抗干扰也很重要，一般输出带反向信号的抗干扰要好一些，即A+~A-,B+~B-,Z+~Z-，其特征是加上电源8根线，而不是5根线(共零)。带反向信号的在电缆中的传输是对称的，受干扰小，在接受设备中也可以再增加判断（例如接受设备的信号利用A、B信号90°相位差，读到电平10、11、01、00四种状态时，计为一有效脉冲，此方案可有效提高系统抗干扰性能（计数准确））。
就是编码器也有好坏，其码盘\\电子芯片\\内部电路\\信号输出的差别很大，要不然怎么一个1000线的增量型编码器会从300多元到3000多元差别那么大呢?
①排除(搬离、关闭、隔离)干扰源，②判断是否为机械间隙累计误差，③判断是否为控制系统和编码器的电路接口不匹配（编码器选型错误）；①②③方法偿试后故障现象排除，则可初步判断，若未排除须进一步分析。
判断是否为编码器自身故障的简单方法是排除法。现在我公司编码器已大规模生产，技术生产已成熟运用，产品故障率控制在千分之几。排除法的具体方法是：用一台相同型号的编码器替换上去，如果故障现象相同，可基本排除是编码器故障问题，因为两台编码器同时有故障的小概率事件发生可能很小，可以看作为0。假如换一台相同型号编码器上去，故障现象立刻排除，则可基本判定是编码器故障。
7.※请教一下，何为长线驱动？普通型编码器能否远距离传送？
答：长线驱动也称差分长线驱动，5V，TTL的正负波形对称形式，由于其正负电流方向相反，对外电磁场抵消，故抗干扰能力较强。普通型编码器一般传输距离是100米，如果是24V HTL型且有对称负信号的，传输距离300-400米。
8.※有网友问：能否简单介绍旋转编码器检测直线位移的方法？
答： 1，使用“弹性连轴器”将旋转编码器与驱动直线位移的动力装置的主轴直接联轴。
2，使用小型齿轮（直齿，伞齿或蜗轮蜗杆）箱与动力装置联轴。
3，使用在直齿条上转动的齿轮来传递直线位移信息。
4，在传动链条的链轮上获得直线位移信息。
5，在同步带轮的同步带上获得直线位移信息。
6，使用安装有磁性滚轮的旋转编码器在直线位移的平整钢铁材料表面获得位移信息（避免滑差）。
7，使用类似“钢皮尺”的“可回缩钢丝总成”连接旋转编码器来探测直线位移信息（数据处理中须克服叠层卷绕误差）。
8，类似7，使用带小型力矩电机的“可回缩钢丝总成”连接旋转编码器来探测直线位移信息（目前德国有类似产品，结构复杂，几乎无叠层卷绕误差）。
9.※求教：增量光栅Z信号可否作零点？圆光栅编码器如何选用？
无论直线光栅还是轴编码器其Z信号的均可达到同A\\B信号相同的精确度，只不过轴编码器是一圈一个，而直线光栅是每隔一定距离一个，用这个信号可达到很高的重复精度。可先用普通的接近开关初定位，然后找最为接近的Z信号(每次同方向找)，装的时候不要望忘了将其相位调的和光栅相位一致，否则不准。
根据你的细分精度要求和分辩率要求选用。精度高自然要选用每周线纹高的，精度不高，就没必要选用高线纹数的圆光栅编码器了。
10.※请教两个问题：增量型编码器和绝对型编码器有何区别？做一个伺服系统时怎么选择呢？
常用的为增量型编码器，如果对位置、零位有严格要求用绝对型编码器。伺服系统要具体分析，看应用场合。
测速度用常用增量型编码器，可无限累加测量；测位置用绝对型编码器，位置唯一性（单圈或多圈），最终看应用场合，看要实现的目的和要求。
以下是对《旋转编码器问答》的回复：
共有57人回复 分页: 1 2
周公： 引用 加为好友 发送留言 2005-10-11 23:47:00
礼貌待人，文明发帖！
夏俊芳： 引用 加为好友 发送留言 2005-10-12 21:36:00
编码器和PLC的结合应用没有介绍
syydz： 引用 加为好友 发送留言 2005-10-12 22:42:00
日本的伺服用的编码器，（松下甚，在电机尾部），容易损坏，配件难，价格高，坏后容易报警号码：16过载，22编码错误，给售後服务带来不便，单独的编码器到是没有什么的电流一般在100MA左右，5-24V的都有，600P-2000P的很普遍
工控前辈： 引用 加为好友 发送留言 2005-10-13 23:11:00
楼上提到的这些问题也并没有说错什么？只是具体应用方面讲的有些不够详细，我也是做编码器技术服务的！如果各位网友有编码器的问题，也可以加QQ 咨询！
wyhmv： 引用 加为好友 发送留言 2005-10-16 21:20:00
一种新颖巧妙的位移测控方法简介
本人长期潜心研制成功一种新颖巧妙的位移检测方法。这种方法可以利用光、电、磁、及”隧道效应”进行位移、长度、角度的计数、判向、细分、抗抖动检测。且形式多种多样。有高精度的、有高响应速度的、有长量程的、有适应环境差的、有特低成本的、有接触式的、有非接触式的、有微型的......等等。可开发出非常多的高新枝术产品。能解决工农业生产和国防工业中许多位移、长度、角度测控。最重要的特点是包括细分在内的电路都是数字电路，其测量精度对于电路中的电子原器件的质量、温度影响……等有一定的宽容度。
<一>现研制成功两种高新枝术产品样机。
<1>研制成功光电旋转编码器的计数、判向、抗抖动计数电路。能达到非常高的精度(分辩率为2*(a+b))，和非常高的转换速度，具有非常高的抗抖动性能。少量的数字集成电路组成。样机通过上千次运行。稳定可靠。具有经济效益。并提高光电旋转编码器的销售量。
<2> 研制成功一种特低成本的高频响旋转编码器(也可用于位移、长度测量)。技术性能和特点是以下几点。<a>分辩率为o.2cm。(如果机加工精度提高，则精度还可提高)。<b>量程可根据需要决定。<c>频响3Mhz。<d>内部无集成处理电路。结构非常简单。可以小型化。也因此它能适应各种不同环境、准确度、使用寿命等方面都具有很好的性能。<e>准确度主要依据机加工精度。由于结构非常简单，机加工部件非常少。准确度极高。配套用的计数、判向、细分、抗抖动电路可远离编码器安装。<f>估算成批生产成本最少的少于5元(不含计数、判向、细分、抗抖动电路)。可用于量地尺、卷尺、身高测量……等中精度测控。具有很高的经济效益。样机通过上千次运行。稳定可靠。
<二>研究设计了三种高新枝术产品。
<1> 研究设计了一种高性能游标卡尺。少量的数字集成电路组成。
<2> 研究设计了一种光栅的计数、判向、细分、抗抖动电路。性能比采用莫尔条纹方法更好。
<3> 研究设计了一种利用”隧道效应”进行位移测量的仪器。由于电子束波长比光波波长短得多。所以精度很高。
先进的位移、长度、角度测量技术对现代工业的作用越来越重要，例如准确加工、准确定位、准确装配与调整、尺寸误差与形位误差的准确测定等，都越来越多地需要准确的测量技术。使生产出的工业产品为优质产品。可想而知带来的经济效益是多大。由于该技术有一重要特色，即形式多种多样，应用广泛。最简单的只用漆包线就可制成一个分辩率为0.2mm、量程任意、高响应速度的、直线曲线均可的特低成本的位移、长度、角度测量器、(不含计数、判向、细分、抗抖动电路)。该技术意义重大。 |
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