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什么是增量编码器及其工作原理、用途?

文章出处:新闻动态 责任编辑:百世精工科技 发表时间:2024-11-04 15:53:02
  
  

      什么是增量编码器


      增量编码器是一种测量运动和方向变化的机电设备。增量式旋转编码器根据每转特定的脉冲数生成 A/B 数字输出信号。通过这种方式,轴的角运动被转换为代码(编码)以确定其速度或相对位置。由于增量编码器可以对位置变化提供近乎瞬时的反馈,因此它们通常用于需要高精度测量和运动控制的应用,例如机器人技术。


      在此页面上:

        • 他们如何工作

        • 用途

        • 增量与绝对

        • 规格

        • 成分

        • 资源

增量式编码器


      需要注意的是,增量编码器只能报告有关位置变化的信息。为了计算绝对位置,增量编码器信号必须有一个接口,即一个电子电路,用于接收、处理编码器信号并将其传送到外部电路,例如控制器或计数器。然后,参考固定的“起始”位置来测量位置的变化,每次打开或重置编码器时都必须建立该位置。


      增量编码器如何工作?

      增量编码器在一圈旋转期间产生固定数量的脉冲。每转脉冲数 (PPR) 定义了增量编码器的分辨率,或其测量的精确度。


      使用两个增量通道(A 和 B)将脉冲作为数字输出信号发出。如果您只需要知道速度 (RPM) 而不需要知道方向,则仅使用 A 通道。当您需要同时知道速度和方向时,通道 A 和 B 一起使用。


      A 和 B 通道的相位偏移为 90 电角度。这称为正交,因为一个脉冲编码器周期中有 360 个电角度。当A和B信号以恒定速度正交时,数字输出由两个相位差为90度的方波组成。

两个增量通道(A 和 B)将脉冲作为数字输出信号发出


      当轴沿相反方向旋转时,A 通道和 B 通道之间的关系相反。这样,增量编码器就可以提供旋转方向数据。


      增量编码器还会生成称为索引脉冲的数字信号,该信号每转在专用通道(Z 通道)上输出一次数据。索引脉冲通常用于验证 A 和 B 信号的脉冲计数,或通过计数器跟踪轴转数。索引脉冲还可用于通过在轴处于参考方向时启动 Z 输出信号来进行归位(确定绝对位置)。可以选通(限制)索引脉冲的宽度以提高精度。

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      增量编码器还可以具有与BLDC 电机的换向通道同步的换向通道(U、V、W)。当电机绕组需要电流时,换向通道向控制器发出信号,从而产生运动。 Quantum Devices 生产带有内置换向信号的增量编码器,可轻松与伺服电机的换向通道对齐。

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带有增量、索引和换向通道标签的编码器盘。


      增量编码器有什么用途?

      增量编码器可用于广泛的应用。它们通常与运动控制结合使用,以跟踪和引导机械设备的位置,例如医疗设备、AGV、机床以及许多其他使用电动机的设备。

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      Quantum Devices 生产高性能增量式光学编码器,非常适合许多不同的工业应用。我们的工程师还可以为您的特定应用创建自定义配置。


      增量编码器和绝对编码器有什么区别?

      增量编码器与绝对编码器的不同之处在于其测量的信息类型。增量编码器测量位置变化。绝对编码器报告绝对位置,这是指定的起点。


      由于记录了轴的绝对位置或零位置,因此绝对编码器始终能够提供位置数据 - 即使在断电后,或者在编码器关闭时轴移动时也是如此。相比之下,增量编码器每次打开时都需要重置或参考位置,以确定其旋转位置。


      增量式编码器规格

      Quantum Devices 制造的每个增量编码器都具有电气、环境和机械规格。

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      电气规格:

        • 输入电压

        • 输入电流要求

        • 输入纹波

        • 输出电路

        • 增量输出格式

        • 最大限度。工作频率

        • 换算格式

        • 换向精度

        • 插值因子


      环境规格:

        • 储存温度

        • 工作温度

        • 防护等级

        • 湿度

        • 振动

        • 震惊


      机械规格:

        • 孔径最小直径

        • 推荐轴公差

        • 最小轴啮合

        • 允许轴跳动

        • 允许轴向移动

        • 安装

        • 动态换相调节范围

        • 转动惯量


      探索我们的增量式光学旋转编码器产品并选择任何型号以查看其规格,或下载我们的增量式编码器线卡。


      增量式编码器由哪些部件组成?

      由于增量编码器不提供绝对位置,因此内部组件相对简单。典型的增量式光学编码器组件包括:

        • 光源(LED)

        • 具有半透明和不透明部分的灭弧室盘

        • 光电二极管(光学传感器

        • PCB(印刷电路板)

        • 实心轴或空心轴

        • 外壳

增量式光学编码器组件


      LED 发出的光穿过金属盘上的开口到达光电二极管传感器。每个光脉冲由连接到 PCB 的光电二极管转换为电脉冲。然后信号被传输到用户界面。


      并非所有增量编码器都是一样的。 Quantum Devices 的编码器采用专利交错光电二极管制成,专门设计用于将光转换为电流。

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LED 安装在增量编码器的 PCB 上(从上面和下面看)。

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