區別
編碼器按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對式兩類,按照本身屬性又可以分為光電編碼器和磁電編碼器。
1、磁電式編碼器和傳統的光電編碼器有什麼不一樣的地方:
光電編碼器是由一個中心有軸的光電碼盤,其上有環形通、暗的刻線,有光電發射和接收器件讀取並獲得信號的一類感測器,主要用來測量位移或角度。
傳統的光電編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑膠,玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線,其熱穩定性及精度可以達到普通標準、一般要求,但容易碎。金屬碼盤直接以通和不通刻線,不易碎,但由於金屬有一定的厚度,精度就有限制,其熱穩定性就要比玻璃碼盤差一個數量級。塑膠碼盤是經濟型的,其成本低,精度和耐高溫達不到高要求。
而磁電式編碼器採用磁電式設計,通過磁感應器件、利用磁場的變化來產生和提供轉子的絕對位置,利用磁器件代替了傳統的碼盤,彌補了光電編碼器的這一些缺陷,更具抗震、耐腐蝕、耐污染、性能可靠高、結構更簡單。
光電編碼器是通過在碼盤上刻線來計算精度,所以精度越高,碼盤就會越大,編碼器體積越大,並且精度也不是連續的。磁電式編碼器則沒有這樣的限制,可以做到體積很小,精度高,特別是絕對值編碼器要求精度高,更適合用磁電編碼器。
2、磁電式增量編碼器和磁電式絕對值編碼器:
BEN編碼器能夠記憶設備的絕對位置,角度和圈數。即一旦位置、角度和圈數固定,什麼時候編碼器的示值都唯一固定,包括停電後上電。增量型編碼器做不到這一點,一般增量型編碼器輸出兩個A、B脈衝信號,和一個Z(L)零位信號,A、B脈衝互差90度相位角,通過脈衝計數可以知道位置,角度和圈數不斷增加,通過A,B脈衝信號超前或滯後可以知道正反轉,停電後,必須從約定的基準重新開始計數。增量型編碼器測量位置,角度和圈數時,需要做後處理,重新投電要做“復零”操作,所以,雖然增量型編碼器比絕對型編碼器在價格上便宜一些,但隨著我國自動化程度的提高,絕對值編碼器必然會逐步取代增量編碼器,還有因為磁電編碼器技術特點的原因,成本以逐步接近增量編碼器。
3、MODBUS、CANopen、PROFIBUS的套用領域以及他們的區別:
MODBUS、CANopen、PROFIBUS都是匯流排型的,匯流排型編碼器是多個編碼器各以一對信號線連線在一起,通過設定地址,用通訊方式傳輸信號,信號的接收設備只需一個接口,就可以讀多個編碼器信號。匯流排型編碼器可以節省連線線纜、接收設備接口,傳輸距離遠,在多個編碼器集中控制的情況下可以大大節省成本。
以上三種類型編碼器分別遵循MODBUS、CANopen、PROFIBUS的協定。他們的區別就是他們的區別是接口輸出設備所遵循的協定不一樣。
國內已經成功研製出MODBUS、CANopen、PROFIBUS等匯流排型編碼器,並通過實際證明完全可以替代歐美進口產品,並且在價格和貨期上具有明顯優勢。
4、絕對值單圈和多圈磁電式鏇轉編碼器:
單圈絕對式編碼器,當轉動超過360度時,編碼又回到原點,這樣就不符合絕對編碼唯一的原則,這樣的編碼器只能用於鏇轉範圍360度以內的測量,稱為單圈絕對式編碼器。
如果要測量鏇轉超過360度範圍,就要用到多圈絕對式編碼器。
國內運用鐘錶齒輪機械的原理,當中心齒輪鏇轉時,帶動另一組齒輪(或多組齒輪),在單圈編碼的基礎上再增加圈數的編碼,以擴大編碼器的測量範圍,這樣的絕對編碼器就稱為多圈式絕對編碼器,它同樣是由機械位置確定編碼,每個位置編碼唯一不重複。
多圈編碼器另一個優點是由於測量範圍大,實際使用往往富裕較多,這樣在安裝時不必要費勁找零點,將某一中間位置作為起始點就可以了,而大大簡化了安裝調試難度。
多圈式絕對編碼器在長度定位方面的優勢明顯,已經越來越多地套用於工控定位中。
注意事項
機械方面:設備安裝方式(出軸型、半空心型、通孔型等),外徑,軸徑,扭矩,出線方式,防護等級(工作環境如何),要求的機械轉速等;、如果只是干擾源的問題使編碼器無法套用,這個問題該如何判斷:
編碼器屬精密元件,這主要因為編碼器周圍干擾比較嚴重,比如:是否有大型電動機、電焊機頻繁起動造成干擾,是否和動力線同一管道傳輸等,選擇什麼樣的輸出對抗干擾也很重要,一般輸出帶反向信號的抗干擾要好一些,即A+~A-,B+~B-,Z+~Z-,其特徵是加上電源8根線,而不是5根線(共零)。帶反向信號的在電纜中的傳輸是對稱的,受干擾小,在接受設備中也可以再增加判斷(例如接受設備的信號利用A、B信號90°相位差,讀到電平10、11、01、00四種狀態時,計為一有效脈衝,此方案可有效提高系統抗干擾性能(計數準確))。就是編碼器也有好壞,其磁鋼\電子晶片\內部電路\信號輸出的差別很大,
如果出現編碼器信號不好的情況,請先按照以下步驟
①排除(搬離、關閉、隔離)干擾源,②判斷是否為機械間隙累計誤差,③判斷是否為控制系統和編碼器的電路接口不匹配(編碼器選型錯誤);①②③方法償試後故障現象排除,則可初步判斷,若未排除須進一步分析。
判斷是否為編碼器自身故障的簡單方法是排除法。現在我公司編碼器已大規模生產,技術生產已成熟運用,產品故障率控制在千分之幾。排除法的具體方法是:用一台相同型號的編碼器替換上去,如果故障現象相同,可基本排除是編碼器故障問題,因為兩台編碼器同時有故障的小機率事件發生可能很小,可以看作為0。假如換一台相同型號編碼器上去,故障現象立刻排除,則可基本判定是編碼器故障。
電氣方面:增量型或者絕對值型,解析度,電壓,輸出形式,回響頻率等。
磁性編碼器主要部分由磁阻感測器、磁鼓、信號處理電路組成。將磁鼓刻錄成等間距的小磁極,磁極被磁化後,鏇轉時產生周期分布的空間漏磁場。磁感測器探頭通過磁電阻效應將變化著的磁場信號轉化為電阻阻值的變化,在外加電勢的作用下,變化的電阻值轉化成電壓的變化,經過後續信號處理電路的處理,模擬的電壓信號轉化成計算機可以識別的數位訊號,實現磁鏇轉編碼器的編碼功能。磁鼓充磁的目的是使磁鼓上的一個個小磁極被磁化,這樣在磁鼓隨著電動機鏇轉時,磁鼓能產生周期變化的空間漏磁,作用於磁電阻之上。實現編碼功能。磁鼓磁極的個數決定著編碼器的解析度,磁鼓磁極的均勻性和剩磁強弱是決定編碼器結構和輸出信號質量的重要參數。下圖:磁鼓表面的磁極分布,磁阻感測器是磁阻敏感元件做成,磁阻器件可以分為半導體磁阻器件和強磁性磁阻器件,為了提高信號採樣的靈敏度,同時考慮到差動結構對敏感元件溫度特性的補償效應,一般在充磁間距λ內,刻蝕2個位相差為丌/2的條紋,構成半橋串聯網路。原理可簡單解釋:磁鼓產生NS的磁場作圓周運動,磁阻元件做成的感測器隨磁場變化電阻也隨之變化,並感測出SinA,SinB兩個電壓波形。磁阻感測器的構造如圖,由8個磁阻分為兩組相距1/4NS間距。在Mr1,Mr2與Mr3,Mr4的接點處可檢出Sin電壓波形,同樣原理在Mr1‘,Mr2‘與Mr3‘,Mr4‘的接點處可檢出SinB電壓波形,信號處理電路:SinA,SinB信號到達信號處理電路後,為了能在cpu取樣的範圍內,需對波形進行調整。首先AB相信號需先做DC電壓準位調整,使AB相信號直流準位位於DSPA/D取樣電壓範圍的中點,且振幅不超過取樣電壓範圍,AB相信號再經過模擬濾波器及數字濾波器,將高頻及諧波濾除後,通過DSP高速運算能力實時地將計算出位置和速度;另外還有一種處理方法是將SinA、SinB信號直接通過信號處理電路轉換成方波後再進DSP。後者可能軟體處理起來更方便一些。
外形尺寸
25mm,38mm,58mm
貨號代碼
BE122SM58N-011K2R
安裝方式
編碼器安裝方式分為:夾緊法蘭、同步法蘭、加緊帶同步法蘭、盲孔(彈簧片,抱緊)、通孔(彈簧片,鍵銷)