編碼器介紹
編碼器是把角位移或直線(xiàn)位移轉換成電信號的一種裝置。前者成為碼盤(pán)，后者稱(chēng)碼尺．按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種．接觸式采用電刷輸出，一電刷接觸導電區或絕緣區來(lái)表示代碼的狀態(tài)是“１”還是“０”；非接觸式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件時(shí)以透光區和不透光區來(lái)表示代碼的狀態(tài)是“１”還是“０”。
按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對式兩類(lèi)。增量式編碼器是將位移轉換成周期性的電信號，再把這個(gè)電信號轉變成計數脈沖，用脈沖的個(gè)數表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個(gè)位置對應一個(gè)確定的數字碼，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關(guān)，而與測量的中間過(guò)程無(wú)關(guān)。
從接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)到旋轉編碼器
工業(yè)控制中的定位，接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)的應用已經(jīng)相當成熟了，而且很好用�？墒�，隨著(zhù)工控的不斷發(fā)展，又有了新的要求，這樣，選用旋轉編碼器的應用優(yōu)點(diǎn)就突出了：
信息化：除了定位，控制室還可知道其具體位置；
柔性化：定位可以在控制室柔性調整；
現場(chǎng)安裝的方便和安全、長(cháng)壽：拳頭大小的一個(gè)旋轉編碼器，可以測量從幾個(gè)μ到幾十幾百米的距離，n個(gè)工位，只要解決一個(gè)旋轉編碼器的安全安裝問(wèn)題，可以避免諸多接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)在現場(chǎng)機械安裝麻煩，容易被撞壞和遭高溫、水氣困擾等問(wèn)題。由于是光電碼盤(pán)，無(wú)機械損耗，只要安裝位置準確，其使用壽命往往很長(cháng)。
多功能化：除了定位，還可以遠傳當前位置，換算運動(dòng)速度，對于變頻器，步進(jìn)電機等的應用尤為重要。
經(jīng)濟化：對于多個(gè)控制工位，只需一個(gè)旋轉編碼器的成本，以及更主要的安裝、維護、損耗成本降低，使用壽命增長(cháng)，其經(jīng)濟化逐漸突顯出來(lái)。
如上所述優(yōu)點(diǎn)，旋轉編碼器已經(jīng)越來(lái)越廣泛地被應用于各種工控場(chǎng)合。
從增量式編碼器到絕對式編碼器
旋轉增量式編碼器以轉動(dòng)時(shí)輸出脈沖，通過(guò)計數設備來(lái)知道其位置，當編碼器不動(dòng)或停電時(shí)，依靠計數設備的內部記憶來(lái)記住位置。這樣，當停電后，編碼器不能有任何的移動(dòng)，當來(lái)電工作時(shí)，編碼器輸出脈沖過(guò)程中，也不能有干擾而丟失脈沖，不然，計數設備記憶的零點(diǎn)就會(huì )偏移，而且這種偏移的量是無(wú)從知道的，只有錯誤的生產(chǎn)結果出現后才能知道。
解決的方法是增加參考點(diǎn)，編碼器每經(jīng)過(guò)參考點(diǎn)，將參考位置修正進(jìn)計數設備的記憶位置。在參考點(diǎn)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(diǎn)，開(kāi)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(kāi)機，我們都能聽(tīng)到噼哩啪啦的一陣響，它在找參考零點(diǎn)，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(kāi)機找零（開(kāi)機后就要知道準確位置），于是就有了絕對編碼器的出現。
絕對型旋轉光電編碼器，因其每一個(gè)位置絕對唯一、抗干擾、無(wú)需掉電記憶，已經(jīng)越來(lái)越廣泛地應用于各種工業(yè)系統中的角度、長(cháng)度測量和定位控制。
絕對編碼器光碼盤(pán)上有許多道刻線(xiàn)，每道刻線(xiàn)依次以2線(xiàn)、4線(xiàn)、8線(xiàn)、16線(xiàn)。。。。。。編排，這樣，在編碼器的每一個(gè)位置，通過(guò)讀取每道刻線(xiàn)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(jìn)制編碼（格雷碼），這就稱(chēng)為n位絕對編碼器。這樣的編碼器是由碼盤(pán)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(gè)位置的唯一性，它無(wú)需記憶，無(wú)需找參考點(diǎn)，而且不用一直計數，什么時(shí)候需要知道位置，什么時(shí)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(yōu)于增量式編碼器，已經(jīng)越來(lái)越多地應用于工控定位中。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(lái)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(xiàn)型輸出，德國生產(chǎn)的絕對型編碼器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(dòng)中測量光碼盤(pán)各道刻線(xiàn)，以獲取唯一的編碼，當轉動(dòng)超過(guò)360度時(shí)，編碼又回到原點(diǎn)，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?xún)鹊臏y量，稱(chēng)為單圈絕對式編碼器。
如果要測量旋轉超過(guò)360度范圍，就要用到多圈絕對式編碼器�！�
編碼器生產(chǎn)廠(chǎng)家運用鐘表齒輪機械的原理，當中心碼盤(pán)旋轉時(shí)，通過(guò)齒輪傳動(dòng)另一組碼盤(pán)（或多組齒輪，多組碼盤(pán)），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(chēng)為多圈式絕對編碼器，它同樣是由機械位置確定編碼，每個(gè)位置編碼唯一不重復，而無(wú)需記憶。
多圈編碼器另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于測量范圍大，實(shí)際使用往往富裕較多，這樣在安裝時(shí)不必要費勁找零點(diǎn)，將某一中間位置作為起始點(diǎn)就可以了，而大大簡(jiǎn)化了安裝調試難度。
多圈式絕對編碼器在長(cháng)度定位方面的優(yōu)勢明顯，已經(jīng)越來(lái)越多地應用于工控定位中。
絕對型旋轉編碼器的機械安裝使用：
絕對型旋轉編碼器的機械安裝有高速端安裝、低速端安裝、輔助機械裝置安裝等多種形式。
高速端安裝：安裝于動(dòng)力馬達轉軸端（或齒輪連接），此方法優(yōu)點(diǎn)是分辨率高，由于多圈編碼器有４０９６圈，馬達轉動(dòng)圈數在此量程范圍內，可充分用足量程而提高分辨率，缺點(diǎn)是運動(dòng)物體通過(guò)減速齒輪后，來(lái)回程有齒輪間隙誤差，一般用于單向高精度控制定位，例如軋鋼的輥縫控制。另外編碼器直接安裝于高速端，馬達抖動(dòng)須較小，不然易損壞編碼器。
低速端安裝：安裝于減速齒輪后，如卷?yè)P鋼絲繩卷筒的軸端或最后一節減速齒輪軸端，此方法已無(wú)齒輪來(lái)回程間隙，測量較直接，精度較高，此方法一般測量長(cháng)距離定位，例如各種提升設備，送料小車(chē)定位等。
輔助機械安裝：
常用的有齒輪齒條、鏈條皮帶、摩擦轉輪、收繩機械等。
作為位置檢測的傳感器，現在普遍采用了絕對位置測量，為保證高精度、高位數絕對型傳感器的數據傳輸可靠性,目前世界上通常采用先進(jìn)的SSI(synchronous-serial interface同步串行介面)輸出技術(shù),信號傳輸只需2根時(shí)鐘線(xiàn),2根數據線(xiàn),另外配以2根電源線(xiàn),僅需6根線(xiàn)即可達到工作及傳輸的目的.
通過(guò)SSI轉換模塊,傳感器輸出的信號就可進(jìn)行計算.
現在用SSI信號的傳感器有絕對值編碼器、光柵尺、磁致伸縮直線(xiàn)位移傳感器等，盡管SSI已作為國際標準，但各個(gè)品牌產(chǎn)品間，其SSI的信號還是有屑微的差別，另外，讀取SSI信號，還要做容錯、抗干擾（EMC）等技術(shù)。
滬公網(wǎng)安備31010802001143號
