編碼器的分類

摘要：想要精準(zhǔn)的控制電機(jī)，你一定會(huì)需要用到這樣一個(gè)東西，因?yàn)樗梢詭椭闫谱g飛速旋轉(zhuǎn)的電機(jī)?

光電編碼器應(yīng)用了光電轉(zhuǎn)換原理，可以將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量。這是目前應(yīng)用最多的傳感器，由于光電碼盤與電動(dòng)機(jī)同軸，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，碼盤(光柵盤)與電動(dòng)機(jī)同速旋轉(zhuǎn)，反映當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

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

圖1

一、增量式編碼器

它可以將位移轉(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，旋轉(zhuǎn)增量式編碼器以在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出脈沖，通過(guò)計(jì)數(shù)設(shè)備來(lái)知道其位置。并且位置是從零位標(biāo)記開(kāi)始計(jì)算的脈沖數(shù)量是確定的，當(dāng)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(jì)數(shù)設(shè)備記憶的零點(diǎn)就會(huì)偏移。錯(cuò)誤的結(jié)果很難發(fā)現(xiàn)，如不能準(zhǔn)確定位參考點(diǎn)，則不能保證位置的準(zhǔn)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(zhuǎn)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(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，而Z相為每轉(zhuǎn)一圈輸出一個(gè)脈沖，用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位。此編碼器原理構(gòu)造簡(jiǎn)單，機(jī)械平均，并且壽命可達(dá)幾萬(wàn)小時(shí)，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，可靠性高。但是是無(wú)法輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的絕對(duì)位置信息。

二、絕對(duì)式編碼器

絕對(duì)式編碼器每一個(gè)位置對(duì)應(yīng)一個(gè)確定的數(shù)字碼，因此它的示值只與測(cè)量的起始和終止位置有關(guān)，而與測(cè)量的中間過(guò)程無(wú)關(guān)。其位置是由輸出代碼的讀數(shù)確定的。當(dāng)電源斷開(kāi)時(shí)，絕對(duì)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(shù)仍是當(dāng)前的。

圖3

絕對(duì)編碼器能夠直接進(jìn)行數(shù)字量大的輸出，在碼盤上會(huì)有若干的碼道，碼道數(shù)就是二進(jìn)制位數(shù)。在每條碼道上都會(huì)由透光與不透光的扇形區(qū)域組成，通過(guò)采用光電傳感器對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集。在碼盤兩側(cè)分別設(shè)置有光源和光敏元件，這樣光敏元件則能夠根據(jù)是否接受到光信號(hào)進(jìn)行電平的轉(zhuǎn)換，輸出二進(jìn)制數(shù)。并且在不同位置輸出不同的數(shù)字碼。從而可以檢測(cè)絕對(duì)位置。但是分辨率是由二進(jìn)制的位數(shù)來(lái)決定的，也就是說(shuō)精度取決于位數(shù)。優(yōu)點(diǎn)：可以直接讀出角度坐標(biāo)的絕對(duì)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(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。

三、混合式絕對(duì)值編碼器

混合式絕對(duì)值編碼器，它輸出兩組信息：一組信息用于檢測(cè)磁極位置，帶有絕對(duì)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(zhuǎn)變壓器

旋轉(zhuǎn)變壓器簡(jiǎn)稱旋變，是由經(jīng)過(guò)特殊電磁設(shè)計(jì)的高性能硅鋼疊片和漆包線構(gòu)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(yīng)能力。一對(duì)極(單速)的旋變可以視作一種單圈絕對(duì)式反饋系統(tǒng)，應(yīng)用也最為廣泛。

圖4

五、正余弦伺服電機(jī)編碼器

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

為了讓能能更好的測(cè)試電機(jī)的性能參數(shù)，ZLG致遠(yuǎn)電子MPT 電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)獨(dú)創(chuàng)“自由加載引擎”技術(shù)，可進(jìn)行控制響應(yīng)測(cè)試、階躍響應(yīng)測(cè)試。能夠滿足對(duì)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的瞬態(tài)測(cè)量需求，推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展。