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編碼器介紹介紹主要內(nèi)容 …什么是編碼器 …編碼器的種類 …編碼器的主要組成部分 …增量編碼器的原理 …絕對值編碼器的原理 …編碼器的機(jī)械安裝 …編碼器的應(yīng)用. …我們能夠提供的總線接口 介紹 什么是編碼器? 編碼器是一個(gè)機(jī)械與電子緊密結(jié)合的精密測量器件。它通過光電原理或電磁原理將一個(gè)機(jī)械的幾何位移量轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)（電子脈沖信號(hào)或者數(shù)據(jù)串）。這種電子信號(hào)通常需要連接到控制系統(tǒng)(e.g. PLC、高速計(jì)數(shù)模塊、變頻器等)，控制系統(tǒng)經(jīng)過計(jì)算便可以得到測量的數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行下一步工作。編碼器一般應(yīng)用于機(jī)械角度、速度、位置的測量。 編碼器種類編碼器的分類 光電編碼器光電編碼器的基本部件局限性磁和光電編碼器的區(qū)別 光電編碼器磁編碼器磁編碼器讀出原理 永久磁鐵用來激發(fā)霍爾傳感器磁鐵安裝在軸的中心 磁場切割線圈產(chǎn)生電壓 霍爾傳感器檢測方向和運(yùn)動(dòng) Absolute Encoders 絕對值和增量編碼器的區(qū)別 Incremental Encoders 增量編碼器 顯示速度與旋轉(zhuǎn)方向顯示角度位置(脈沖累計(jì)) 角度測量時(shí)，如果電源出現(xiàn)故障，所有的位置信息丟失分辨率通過每轉(zhuǎn)多少脈沖表示 Incremental Encoders 增量編碼器脈沖盤設(shè)計(jì)圖 增量信號(hào)可以達(dá)到 10’000 脈沖/圈 A/ B/ 0通道 ＋ 反相同道 0脈沖參考信號(hào)編碼器碼盤的設(shè)計(jì): 一般采用以下3種材質(zhì) 玻璃碼盤適宜于高精度， 鎳和塑料碼盤適宜于中等精度 Incremental Encoders 增量編碼器輸出信號(hào)： 單通道信號(hào)編碼器碼盤只有一圈光柵，編碼器有一對光電掃描系統(tǒng)，輸出一通道脈沖信號(hào)，后續(xù)設(shè)備根據(jù)單位時(shí)間檢測到的脈沖數(shù)及編碼器的分辨率計(jì)算出的角速度及線速度 信號(hào)輸出如圖： 可以測試速度 不能測試旋轉(zhuǎn)方向 Incremental Encoders 增量編碼器輸出信號(hào)： 雙通道信號(hào)編碼器碼盤有2圈光柵，并且以90度相位差排列，編碼器有2對光電掃描同，輸出2通道脈沖信號(hào)，由于A、B兩相相差90度，可通過比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)信號(hào)輸出如圖： 可以測試速度 可以測試旋轉(zhuǎn)方向 通道Z 增量編碼器輸出信號(hào)： 3通道信號(hào)在雙通道編碼器的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)零位信號(hào)，用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位一般測長度使用該信號(hào)，測速一般不使用該信號(hào)。 信號(hào)輸出如圖： 可以測試速度 可以測試旋轉(zhuǎn)方向 可以定位 Incremental Encoders Output A Incremental Encoders 輸出信號(hào)電路 (1/2) Incremental Encoders 輸出信號(hào)電路 (2/2) Incremental Encoders 電氣和機(jī)械分辨率 the correlation between the electrical and mechanical limits must be considered when choosing an encoder with the following equation the max. switching frequency or the max. revolutions can be calculate respectively checked Example: Encoder with 1000 pulses and output signal circuit 24K (max. data rate fmax = 200 kHz) Question: What are the maximum revolutions per minute of this encoder ? Solution: Attention: Electrical rpm‘s never higher then mechanical rpm‘s !!! Incremental Encoders 增量編碼器的產(chǎn)品范圍 光電式增量編碼器多種外型尺寸 24， 30， 40， 58， … mm 軸型編碼器 BTIV， BDK， BDT， … 通孔型編碼器 BHF， BHG， BHW， … 盲孔型編碼器 BTIH， BHK， BHT， … 磁性編碼器多種外型尺寸 30， 40， 58， … mm 軸型編碼器 BRIV 30，BRIV 58 通孔型編碼器 BRID 58， 盲孔型編碼器 BRIH 40， BRIH 58 Absolute Encoders 絕對值編碼器應(yīng)用于角度測量及往復(fù)運(yùn)動(dòng)的測量在0…360°的每一個(gè)角度位置傳輸一個(gè)唯一的信號(hào) (單圈) 在測量的圈數(shù)中，每一圈，每一個(gè)位置都有唯一的信號(hào)（多圈）即使在掉電或者電源出現(xiàn)故障時(shí)，位置信息一直可用.不必復(fù)零 ! 碼盤材質(zhì)一般為玻璃或高分子材料！ Absolute Encoders Absolute Encoders 格雷碼和二進(jìn)制碼 Absolute Encoders 絕對值單圈和多圈編碼器單圈絕對編碼器傳輸一圈內(nèi)唯一的信號(hào) (0…360°) 單轉(zhuǎn)的位置來源于碼盤或霍爾傳感器多圈絕對編碼器傳輸完整的一圈后繼續(xù)計(jì)數(shù). 計(jì)數(shù)靠電池緩沖記憶例如:磁性多圈絕對編碼器 BRIH 58 Absolute Encoders 傳統(tǒng)機(jī)械式絕對多圈編碼器 劣勢 LED燈的壽命(4…30 用LED) 沒有辦法檢測齒輪的機(jī)械故障任何編碼器失效是一個(gè)安全冒險(xiǎn)具體產(chǎn)品請見我們所拆的別的品牌的樣品……. 堡盟的多圈編碼器 計(jì)數(shù)時(shí)沒有LED與齒輪 失效前將報(bào)警 Absolute Encoders Absolute Encoders Baumer 絕對多圈編碼器的讀出原理 領(lǐng)先的優(yōu)勢與專利技術(shù)無接觸的計(jì)數(shù)原理沒有用來多圈讀出的機(jī)械的和LED燈永久計(jì)數(shù)靠超低功耗電子系統(tǒng)高可靠性的鋰電池 最大的安全和高可靠性低功耗和自加熱強(qiáng)大的抗沖擊與防震動(dòng)能力 (最大 200 g / 6 ms) 新的鋰電池達(dá)到-40°C～+125°C 沒有外部電源，鋰電池在25°C時(shí)的壽命>10 年出錯(cuò)時(shí)有信號(hào)輸出 Absolute Encoders Absolute Encoders 機(jī)械式和Baumer多圈編碼器比較 機(jī)械機(jī)械接口機(jī)械編碼器安裝 version 1: 外殼固定，使用柔性聯(lián)軸器機(jī)械編碼器安裝 類型 2: 外殼固定，使用柔性聯(lián)軸器 機(jī)械編碼器安裝 類型 3: 外殼可移動(dòng)， 軸固定，通過銷釘力矩安裝機(jī)械機(jī)械編碼器壽命的影響軸負(fù)載轉(zhuǎn)速溫度振動(dòng) 聯(lián)軸器可以減輕振動(dòng)，矯正垂直度、同心度不好等問題機(jī)械柔性軸套編碼器的好處 安裝尺寸小安裝靈活機(jī)械零點(diǎn)設(shè)定更簡便軸負(fù)載小防止熱傳導(dǎo) Absolute Encoders 絕對值編碼器范圍 光電單圈，多圈絕對值編碼器各種外型尺寸 42， 58， … mm 軸型編碼器 BPSV， BMA， BEMV， … 通孔型編碼器 BFG， BOSD， BOMH， … 盲孔型編碼器 BFF， BOSH， BMG， … 磁性單圈，多圈絕對值編碼器各種外型尺寸 30， 40， 42， 58， … mm 軸型編碼器 BMSV 30， BMSK， BMMH， … 通孔型編碼器 --- 盲孔型編碼器 BMSH 40， BMMH， BMSH， … Encoder Interfaces 絕對值編碼器電氣接口并口方便:每一位對應(yīng)一根線位數(shù)越高，價(jià)格越貴 SSI (同步串行接口) 點(diǎn)對點(diǎn)連接高的數(shù)據(jù)速率 現(xiàn)場總線系統(tǒng) Profibus CANopen DeviceNet EtherCAT 光電編碼器客戶對光電編碼器的需求 Encoder Interfaces 現(xiàn)場總線接口 Profibus 西門子可編程控制器S5，S7(歐洲市場的先鋒) DeviceNet 羅科韋爾可編程控制器 (美國市場的先鋒) CANopen 許多PLC的制造商，如:博世，貝加萊等. Pc板廠汽車制造廠 EtherCAT 貝加萊的可編程控制器電氣輸出電子接口 供電/ 輸出信號(hào) 5 VDC TTL 兼容互補(bǔ)型， RS 422 10 – 30 VDC 推拉式， 短路保護(hù) 4.5 – 30 VDC 推拉式，互補(bǔ)型，短路保護(hù) 現(xiàn)場總線 CANopen Profibus-DP DeviceNet 。。。。。 Encoder Interfaces SSI (Synchronous Serial Interface) Encoder Interfaces 現(xiàn)場總線的架構(gòu) 現(xiàn)場總線優(yōu)于SSI的地方是:幾種不同的編碼器可以連接到相同的總線上.(而不是象SSI的那樣點(diǎn)對點(diǎn)的連接) Encoder Interfaces Profibus-DP主要特性 連接西門子設(shè)備 RS485電平雙絞線電纜數(shù)據(jù)速率可以到 12 Mbit/s 在 93.75 Kbit/s時(shí)電纜長度可以到 1’200 米 沒有中繼器可以連接32個(gè)點(diǎn) 每一個(gè)主站可以連接124個(gè)點(diǎn)在 12 Mbit/s and 32 participants的響應(yīng)時(shí)間可以達(dá)到1ms Encoder Interfaces CANopen主要特性 汽車行業(yè)多用博世的總線基于RS485的電平，略有延長. 數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到 1 Mbit/s 電纜長度可以達(dá)到 1’200 m 多主結(jié)構(gòu)與高效的溝通，每一個(gè)響應(yīng)都能得到及時(shí)的回復(fù)可以達(dá)到 100 總線點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控最大反應(yīng)時(shí)間130微秒的1Mbit / s和節(jié)點(diǎn)＃ 1 Thank you!zQC紅軟基地

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