亨士樂編碼器如何做到準確測量電機位置的?
生活中經(jīng)常使用的電梯是如何將人們準確地帶到預(yù)定樓層的?機床如何切割精密材料?伺服電機如何確保旋轉(zhuǎn)位置的準確性?所有這一切都歸因于編碼器,但編碼器是什么?它如何準確測量電機的位置?今天我們來談?wù)労嗍繕肪幋a器。
1、什么是編碼器?
HENGSTLER編碼器是一種編譯信號或數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為可用于通信、傳輸和存儲的信號的設(shè)備。編碼器將角位移或線性位移轉(zhuǎn)換為電信號,前者稱為碼盤,后者稱為碼尺。它是行業(yè)中廣泛使用的電機定位設(shè)備,可以準確檢查電機的角位移和旋轉(zhuǎn)位置。
2、編碼器的分類?
根據(jù)工作原理,亨士樂編碼器可分為增量編碼器和絕對編碼器。增量編碼器將位移轉(zhuǎn)換為周期性電信號,然后將該電信號轉(zhuǎn)換為計數(shù)脈沖。脈沖數(shù)表示位移。絕對編碼器的每個位置對應(yīng)于特定的數(shù)字代碼,因此其顯示僅與測量的開始和結(jié)束位置有關(guān),而與測量的中間過程無關(guān)。
增量式編碼器
增量編碼器通常有三個輸出端口,每個端口都是A相和B相輸出。A相和B相之間的脈沖輸出延遲1/4個周期。根據(jù)延遲比可以區(qū)分正旋轉(zhuǎn)和負旋轉(zhuǎn)。此外,通過將A相和B相的上升沿和下降沿作為單個周期脈沖,即每個周期發(fā)送一個脈沖,可以執(zhí)行2倍或4倍頻率Z相。
增量測量方法的網(wǎng)格由周期網(wǎng)格組成。通過計算從點開始的增量(測量步驟)的數(shù)量來獲得位置信息。由于必須使用絕對參考點來確定位置值,因此圓形網(wǎng)格碼盤也具有參考點軌跡。
絕對式編碼器
絕對式編碼器對應(yīng)于一個圓。每個參考角度發(fā)送與該角度相對應(yīng)的唯一二進制值??梢酝ㄟ^外部環(huán)形記錄設(shè)備記錄和測量多個位置。
當亨士樂編碼器打開時,可以立即確定位置值,并且可以隨時從隨后的信號處理電子電路讀取位置值。不需要移動軸來執(zhí)行參考點的歸零操作。絕對位置信息來自圓形網(wǎng)格代碼盤,該代碼盤由一系列絕對代碼組成。單個增量軌跡標記信號可以通過細分生成位置值,也可以生成可選的增量信號。
單個編碼器的絕對位置值每轉(zhuǎn)重復(fù)一次。多圈編碼器還可以區(qū)分每次旋轉(zhuǎn)的位置值。
圖2、絕對編碼器圓盤光柵
它們有最大的區(qū)別:對于增量編碼器,位置由從零標記計算的脈沖數(shù)確定,而絕對編碼器的位置由讀取輸出代碼確定。在一個圓圈中,讀取每個位置的輸出代碼是唯一的,因此當電源斷開時,絕對編碼器不會與實際位置分離。當電源再次打開時,位置指示器仍然是當前和有效的,這與增量式編碼器不同,后者必須搜索零標記。
3、編碼器的工作原理
一種中間有一個軸的光電碼盤,其上有由光電發(fā)射和接收設(shè)備讀取的環(huán)形和深色摩擦線,以獲得組合到A、B、C和D的四組正弦波信號,每一組信號的相位差為90度(相對于一個周期波為360度)。此外,每轉(zhuǎn)輸出一個Z相脈沖以表示零參考位。
由于A和B之間的相位差為90度,因此可以通過比較相位A和相位B來確定HENGSTLER編碼器的正向旋轉(zhuǎn)和反向旋轉(zhuǎn),并且可以通過零脈沖獲得編碼器的零參考位。編碼器碼盤由玻璃、金屬和塑料制成。玻璃碼盤由沉積在玻璃上的細摩擦線組成。它具有良好的熱穩(wěn)定性和高精度。金屬碼盤直接連接,無摩擦線,不易碎。然而,由于金屬的厚度,精度有限,其熱穩(wěn)定性比玻璃差一個數(shù)量級。塑料碼盤經(jīng)濟,成本低,但精度、熱穩(wěn)定性和使用壽命都很差
分辨率:亨士樂編碼器提供的每360度旋轉(zhuǎn)的通過線或暗線的數(shù)量稱為分辨率,也稱為分析索引,或直接稱為線的數(shù)量,通常在每轉(zhuǎn)5-10000線的范圍內(nèi)。
4、位置測量和反饋控制原理
編碼器在電梯、機床、材料加工、電機反饋系統(tǒng)以及測量和控制設(shè)備中發(fā)揮著極其重要的作用。編碼器采用柵格和紅外光源,通過接收器將光信號轉(zhuǎn)換為TTL(HTL)電信號。通過分析TTL電平頻率和高電平數(shù),可以直接反映電機的旋轉(zhuǎn)角度和位置
由于角度和位置可以精確測量,亨士樂編碼器和變頻器可以組合成一個封閉的控制系統(tǒng),使控制更加精確,這就是為什么電梯、機床等可以精確使用的原因
總之,我們知HENGSTLER道編碼器分為增量式與絕對式,將其他信號(如光信號)轉(zhuǎn)換為可以分析和控制的電信號。我們生活中常見的電梯和機床都是通過電機精確調(diào)節(jié)的。電信號的反饋控制自然使編碼器和變頻器能夠?qū)崿F(xiàn)精確控制。
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