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光电编码器简介、分类及应用

文章出处:德伍拓 责任编辑:admin 人气:69 发表时间:2021-07-22 15:28 【   

一、光电编码器简介

光电编码器是一种集光、机、电为一体的数字检测装置,它是一种通过光电转换,将输至轴上的机械、几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器,它主要用于速度或位置(角度)的检测。具有精度高、响应快、抗干扰能力强、性能稳定可靠等显著的优点。按结构形式可分为直线式编码器和旋转式编码器两种类型。

旋转编码器主要由光栅、光源、检读器、信号转换电路、机械传动等部分组成。光栅面上刻有节距相等的辐射状透光缝隙,相邻两个透光缝隙之间代表一个增量周期;分别用两个光栅面感光。由于两个光栅面具有90°的相位差,因此将该输出输入数字加减计算器,就能以分度值来表示角度。它们的节距从光电编码器的输出信号种类来划分,可分为增量式和绝对值式两大类。

旋转增量式编码器转动时输出脉冲,通过计数设备来知道其位置,当编码器不动或停电时,依靠计数设备的内部记忆来记住位置。这样,当停电后,编码器不能有任何的移动;当来电工作时,编码器输出脉冲过程中,也不能有干扰而丢失脉冲,不然,计数设备记忆的零点就会偏移,而且这种偏移的量是无从知道的,只有错误的生产结果出现后才能知道。

绝对编码器光码盘上有许多道刻线,每道刻线依次以2线、4线、8线、16线……编排,这样在编码器的每一个位置,通过读取每道刻线的通、暗,获得一组从2的零次方到2n-1次方的唯一的2进制编码(格雷码),这就称为位绝对编码器。这样的编码器是由码盘的机械位置决定的,它不受停电、干扰的影响。绝对编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性,它无需记忆,无需找参考点,而且不用一直计数,什么时候需要知道位置,什么时候就去读取它的位置。这样,编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。由于绝对编码器在定位方面明显地优于增量式编码器,已经越来越多地应用于工业控制定位中。

编码器信号输出有并行输出、串行输出、总线型输出、变送一体型输出等输出形式。串行输出是时间上数据按照约定,有先后输出;空间上,所有位数的数据都在一组电缆上(先后)发出。这种约定称为通讯协议,其连接的物理形式有RS232RS422(TTL)RS485等。串行输出连接线少,传输距离远,可靠性就大大提高了,但传输速度比并行输出慢。对于绝对编码器,信号并行输出是时间上数据同时发出:空间上,每个位数的数据各占用一根线缆。对于位数不高的绝对编码器,一般就直接以此形式输出数码,可直接进入PLC或上位机的IO接口。这种方式输出即时,连接简单。但是,对于位数较多的绝对编码器,有许多芯电缆,由此带来工程难度和诸多不便、降低了可靠性。因此,在绝对编码器多位数输出一般不采用并行输出型,而是选用串行输出或总线型输出。

二、光电编码器的分类

按测量方式的分类:

旋转编码器

直尺编码器

按编码方式的分类:

绝对式编码器

增量式编码器

混合式编码器

三、光电编码器的应用

近十几年来,光电编码器发展为一种成熟的多规格、高性能的系列工业化产品,在数控机床、机器人、雷达、光电经纬仪、地面指挥仪、高精度闭环调速系统、伺服系统等诸多领域中得到了广泛的应用。

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