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伺服電機中編碼器的分類

瀏覽次數: 日期:2020-10-30 16:08
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伺服電機編碼器是安裝在伺服電機上用來測量磁極位置和伺服電機轉角及轉速的一種傳感器,按碼盤的刻孔方式不同分類可以分為伺服增量式編碼器和伺服絕對編碼器
增量編碼除了普通編碼器的ABZ信號外,增量型伺服編碼器還有UVW信號,國產和早期的進口伺服大都采用這樣的形式,線比較多。
增量式編碼器以轉動時輸出脈沖,通過計數設備來知道其位置,當編碼器不動或停電時,依靠計數設備的內部記憶來記住位置。這樣,當停電后,編碼器不能有任何的移動,當來電工作時,編碼器輸出脈沖過程中,也不能有干擾而丟失脈沖,不然,計數設備記憶的零點就會偏移,而且這種偏移的量是無從知道的,只有錯誤的生產結果出現后才能知道。
解決的方法是增加參考點,編碼器每經過參考點,將參考位置修正進計數設備的記憶位置。在參考點以前,是不能保證位置的準確性的。為此,在工控中就有每次操作先找參考點,開機找零等方法。
比如,打印機掃描儀的定位就是用的增量式編碼器原理,每次開機,我們都能聽到噼哩啪啦的一陣響,它在找參考零點,然后才工作。
這樣的方法對有些工控項目比較麻煩,甚至不允許開機找零(開機后就要知道準確位置),于是就有了絕對編碼器的出現。
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絕對型旋轉光電編碼器,因其每一個位置絕對唯一、抗干擾、無需掉電記憶,已經越來越廣泛地應用于各種工業系統中的角度、長度測量和定位控制。
絕對編碼器碼盤上有許多道刻線,每道刻線依次以2線、4線、8線、16線。。。。。。編排,這樣,在編碼器的每一個位置,通過讀取每道刻線的通、暗,獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的唯一的2進制編碼(格雷碼),這就稱為n位絕對編碼器。這樣的編碼器是由碼盤的機械位置決定的,它不受停電、干擾的影響。
絕對編碼器由機械位置決定的每個位置的唯一性,它無需記憶,無需找參考點,而且不用一直計數,什么時候需要知道位置,什么時候就去讀取它的位置。這樣,編碼器的抗干擾特性、數據的可靠性大大提高了。
由于絕對編碼器在定位方面明顯地優于增量式編碼器,已經越來越多地應用于伺服電機上。絕對型編碼器因其高精度,輸出位數較多,如仍用并行輸出,其每一位輸出信號必須確保連接很好,對于較復雜工況還要隔離,連接電纜芯數多,由此帶來諸多不便和降低可靠性,因此,絕對編碼器在多位數輸出型,一般均選用串行輸出或總線型輸出,德國生產的串行輸出最常用的是SSI(同步串行輸出)。
從單圈絕對式編碼器到多圈絕對式編碼器 旋轉單圈絕對式編碼器,以轉動中測量光碼盤各道刻線,以獲取唯一的編碼,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于旋轉范圍360度以內的測量,稱為單圈絕對式編碼器。如果要測量旋轉超過360度范圍,就要用到多圈絕對式編碼器。
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編碼器生產廠家運用鐘表齒輪機械的原理,當中心碼盤旋轉時,通過齒輪傳動另一組碼盤(或多組齒輪,多組碼盤),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范圍,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復,而無需記憶。
多圈編碼器另一個優點是由于測量范圍大,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,歐洲新出來的伺服電機基本上都采用多圈絕對值型編碼器。
 

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