编码器介绍

BaumerelectricBUMotionBasicTraining编码器BaumerelectricBUMotionBasicTraining主要内容…什么是编码器…编码器的种类…编码器的主要组成部分…增量编码器的原理…绝对值编码器的原理…编码器的机械安装…编码器的应用.…我们能够提供的总线接口介绍BaumerelectricBUMotionBasicTraining什么是编码器?编码器是一个机械与电子紧密结合的精密测量器件。它通过光电原理或电磁原理将一个机械的几何位移量转换为电子信号（电子脉冲信号或者数据串）。这种电子信号通常需要连接到控制系统(e.g.PLC、高速计数模块、变频器等),控制系统经过计算便可以得到测量的数据，以便进行下一步工作。编码器一般应用于机械角度、速度、位置的测量。介绍BaumerelectricBUMotionBasicTraining编码器种类编码器的分类shaftthroughhollowshaftendhollowshaftopticalshaftendhollowshaftmagneticincrementalshaftthroughhollowshaftendhollowshaftsingle-turnshaftthroughhollowshaftendhollowshaftmulti-turnopticalshaftendhollowshaftsingle-turnshaftendhollowshaftmulti-turnmagneticabsoluteencodersBaumerelectricBUMotionBasicTraining光电编码器光电编码器的基本部件电气输出•短路保护•反极性保护•放大电路•抗干扰电路等•数据输出增量/绝对值机械系统•旋转轴•安装法兰+附件•轴承系统•支架外壳数据扫描系统LED光源&光敏电阻/永磁&霍尔元件增量码盘/绝对值码盘数据处理系统BaumerelectricBUMotionBasicTraining局限性磁和光电编码器的区别光电编码器磁编码器高分辨率精度更高通孔轴套坚固抗•振动•灰尘•脏•潮湿成本底BaumerelectricBUMotionBasicTraining光电编码器光电编码器读出原理发光二极管光电二极管输出型号栅格,虑光镜码盘BaumerelectricBUMotionBasicTraining磁编码器磁编码器读出原理永久磁铁用来激发霍尔传感器磁铁安装在轴的中心磁场切割线圈产生电压霍尔传感器检测方向和运动永磁铁霍尔传感器CrossHallsensorBaumerelectricBUMotionBasicTrainingAbsoluteEncoders绝对值和增量编码器的区别增量编码器绝对值编码器传送在一转中每一步的唯一的位置信息位置信息一直可用,即使在掉电或电源出现故障时一般应用于角度测量及往复运动一般用来测试速度与方向也可以用角度测量，但在掉电或电源出现故障时位置信息丢失BaumerelectricBUMotionBasicTrainingIncrementalEncoders增量编码器显示速度与旋转方向显示角度位置(脉冲累计)角度测量时，如果电源出现故障,所有的位置信息丢失分辨率通过每转多少脉冲表示BaumerelectricBUMotionBasicTrainingIncrementalEncoders增量编码器脉冲盘设计图增量信号可以达到10’000脉冲/圈A/B/0通道＋反相同道0脉冲参考信号编码器码盘的设计:一般采用以下3种材质玻璃码盘适宜于高精度,镍和塑料码盘适宜于中等精度BaumerelectricBUMotionBasicTrainingIncrementalEncoders通道A增量编码器输出信号：单通道信号编码器码盘只有一圈光栅，编码器有一对光电扫描系统，输出一通道脉冲信号，后续设备根据单位时间检测到的脉冲数及编码器的分辨率计算出的角速度及线速度信号输出如图：可以测试速度不能测试旋转方向BaumerelectricBUMotionBasicTraining增量编码器输出信号：双通道信号编码器码盘有2圈光栅，并且以90度相位差排列，编码器有2对光电扫描同，输出2通道脉冲信号，由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转信号输出如图：可以测试速度可以测试旋转方向通道A通道BIncrementalEncodersBaumerelectricBUMotionBasicTraining通道Z增量编码器输出信号：3通道信号在双通道编码器的基础上增加了一个零位信号，用于基准点定位一般测长度使用该信号，测速一般不使用该信号。信号输出如图：可以测试速度可以测试旋转方向可以定位通道A通道BIncrementalEncodersBaumerelectricBUMotionBasicTrainingIncrementalEncoders增量编码器输出信号：6通道信号在3通道编码器的基础上将每一通道信号增加一个反向输出，即为6通道编码器，反向信号的存在主要是为了消除干扰及补偿损耗，以便可以长距离的传输。信号输出如图：BaumerelectricBUMotionBasicTrainingOutputAOutputAIncrementalEncoders黑色为输出信号，红色为电磁干扰，A-A=2ABaumerelectricBUMotionBasicTrainingIncrementalEncoders输出信号电路(1/2)适应于:–电磁兼容性环境–长电缆线(最大到1000m)–高的数据速率(300kHz)05V/24VComplementaryline-driver(TTL)(refertoencodercatalog)BaumerelectricBUMotionBasicTrainingIncrementalEncoders输出信号电路(2/2)适应于:–直接连接到PLC(24V供电)–最大电缆长度(最大至200m)–高的数据速率(200kHz)24VPushpullshortcircuitprotection(HTL)(refertoencodercatalog)BaumerelectricBUMotionBasicTrainingIncrementalEncoders电气和机械分辨率thecorrelationbetweentheelectricalandmechanicallimitsmustbeconsideredwhenchoosinganencoderwiththefollowingequationthemax.switchingfrequencyorthemax.revolutionscanbecalculaterespectivelycheckedExample:Encoderwith1000pulsesandoutputsignalcircuit24K(max.dataratefmax=200kHz)Question:Whatarethemaximumrevolutionsperminuteofthisencoder?Solution:Attention:Electricalrpm‘sneverhigherthenmechanicalrpm‘s!!!fmax=———————————rpmxnumberofpulses60rpm=revolutionsperminuterpm=————————=12’000rev/min200’000Hzx601’000pulsesBaumerelectricBUMotionBasicTrainingIncrementalEncoders增量编码器的产品范围光电式增量编码器•多种外型尺寸24,30,40,58,…mm•轴型编码器BTIV,BDK,BDT,…•通孔型编码器BHF,BHG,BHW,…•盲孔型编码器BTIH,BHK,BHT,…磁性编码器•多种外型尺寸30,40,58,…mm•轴型编码器BRIV30,BRIV58•通孔型编码器BRID58,•盲孔型编码器BRIH40,BRIH58BaumerelectricBUMotionBasicTrainingAbsoluteEncoders绝对值编码器应用于角度测量及往复运动的测量在0…360°的每一个角度位置传输一个唯一的信号(单圈)在测量的圈数中，每一圈，每一个位置都有唯一的信号（多圈）即使在掉电或者电源出现故障时,位置信息一直可用.不必复零!码盘材质一般为玻璃或高分子材料！BaumerelectricBUMotionBasicTrainingBit1Bit2BitnselectF/R*strobeshaftinfraredtransmitter-LEDpulsediskphotodiodearrayonlyforabsoluteencoderwithcodeconvertercompa-ratorsmemorycode-converteroutputdriver数据盘设计图绝对输出信号•分辨率达到18BIT的绝对信号•格雷码与二进制码输出•ASIC光电编码AbsoluteEncoders01111100BaumerelectricBUMotionBasicTrainingAbsoluteEncoders格雷码和二进制码7124816格雷码二进制码BaumerelectricBUMotionBasicTrainingAbsoluteEncoders绝对值单圈和多圈编码器单圈绝对编码器传输一圈内唯一的信号(0…360°)单转的位置来源于码盘或霍尔传感器多圈绝对编码器传输完整的一圈后继续计数.计数靠电池缓冲记忆例如:磁性多圈绝对编码器BRIH58锂电池霍尔传感器磁簧继电器BaumerelectricBUMotionBasicTrainingAbsoluteEncoders传统机械式绝对多圈编码器劣势LED灯的寿命(4…30用LED)没有办法检测齿轮的机械故障任何编码器失效是一个安全冒险具体产品请见我们所拆的别的品牌的样品…….堡盟的多圈编码器计数时没有LED与齿轮失效前将报警BaumerelectricBUMotionBasicTrainingAbsoluteEncodersBaumer光电绝对多圈编码器N透镜脉冲盘光电-ASIC磁铁传感器轴LEDASIC数据锂电池cw/ccw,零位设置,电池检测BaumerelectricBUMotionBasicTrainingBaumerelectricBUMotionBasicTrainingBaumerelectricBUMotionBasicTrainingBaumerelectricBUMotionBasicTrainingBaumerelectricBUMotionBasicTrainingAbsoluteEncodersBaumer绝对多圈编码器的读出原理领先的优势与专利技术无接触的计数原理没有用来多圈读出的机械的和LED灯永久计数靠超低功耗电子系统高可靠性的锂电池最大的安全和高可靠性低功耗和自加热强大的抗冲击与防震动能力(最大200g/6ms)新的锂电池达到-40°C～+125°C没有外部电源,锂电池在25°C时的寿命10年出错时有信号输出BaumerelectricBUMotionBasicTrainingAbsoluteEncoders电池寿命encoderinoperation:-BESTCASELithiumcelllifetimewithexternalsupply24h/d,365d/y,35°C-NORMALCASEoperationwithandwithoutexternalsupply(rate1:1),35°C-WORSTCASEencoderwithoutexternalsupply24h/d,365d/y,35°C100908070605040302010time[year]capacity[