編碼器的定義:編碼器(encoder)是一種用于運(yùn)動(dòng)控制的傳感器。它利用光電、電磁、電容或電感等感應(yīng)原理,檢測(cè)物體的機(jī)械位置及其變化,并將此信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后輸出,作為運(yùn)動(dòng)控制的反饋,傳遞給各種運(yùn)動(dòng)控制裝置。
編碼器的用途:編碼器被**應(yīng)用于需要**確定位置及速度的場(chǎng)合,如機(jī)床、機(jī)器人、電機(jī)反饋系統(tǒng)以及測(cè)量和控制設(shè)備等。
編碼器的分類(lèi):按照機(jī)械結(jié)構(gòu)形式,編碼器可以分為旋轉(zhuǎn)編碼器(rotary encoder)和線性編碼器(linear encoder)。旋轉(zhuǎn)編碼器的應(yīng)用*為**,主要用于測(cè)量機(jī)械設(shè)備的角度、速度或者電機(jī)的轉(zhuǎn)速。線性編碼器主要用于測(cè)量線性位移,又可以分為拉線編碼器(wire draw encoder)和直線編碼器(line encoder)兩類(lèi)。拉線編碼器是拉線盒(wire draw mechanism)與旋轉(zhuǎn)編碼器的機(jī)械組合,通過(guò)拉線盒這種機(jī)械裝置將機(jī)械設(shè)備的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為圓周運(yùn)動(dòng),從而可以使用旋轉(zhuǎn)編碼器進(jìn)行測(cè)量線性位移。直線編碼器通常由閱讀器(reader)和測(cè)量標(biāo)尺(measuring ruler)組成,通過(guò)檢測(cè)閱讀器與測(cè)量標(biāo)尺之間的相對(duì)位置,從而計(jì)算出機(jī)械位置及其變化。按照電氣輸出形式,編碼器可以分為增量型編碼器(incremental encoder)和**值型編碼器(absolute encoder)。增量型編碼器的輸出為周期性重復(fù)的信號(hào),如方波或者正弦波脈沖。因此,可以分為方波增量型編碼器和正余弦波增量型編碼器。方波增量型編碼器是*常用的編碼器之一,通過(guò)計(jì)算方波脈沖的數(shù)量和頻率得出長(zhǎng)度和速度。方波增量型編碼器有電壓型輸出,如TTL(也稱(chēng)長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)、線驅(qū)動(dòng)或RS422)和HTL(也稱(chēng)推挽輸出或推拉輸出)等,和開(kāi)關(guān)型輸出,如NPN開(kāi)路集電極輸出和PNP開(kāi)路集電極輸出。正余弦波增量型編碼器的輸出一般為1Vpp或者0.5Vpp的正弦波和余弦波,通過(guò)計(jì)算正余弦的幅值可以精確的細(xì)分出微小的角度。**值型編碼器的輸出則是**著實(shí)際位置的特定的數(shù)字編碼,不同的編碼規(guī)則對(duì)應(yīng)著不同的通信協(xié)議,也就是我們通常說(shuō)的通信接口。
**值型編碼器常見(jiàn)的的通信接口有:模擬量(如,4-20mA電流型輸出和0-10V電壓型輸出等)并行口(如推挽輸出和開(kāi)路集電極輸出等,每根線芯**著二進(jìn)制的一位數(shù)字)串行口(如RS485,RS232, RS422等)工業(yè)總線接口(如SSI, PROFIBUS, DeviceNet, CANOpen等)工業(yè)以太網(wǎng)接口等(如PROFINET, Ethernet IP, EtherCAT, POWERLINK等)**值型編碼器包含單圈**值型編碼器(Single-turn absolute encoder)和多圈**值型編碼器(Muliti-turn absolute encoder)。單圈**值型編碼器可以確定一圈范圍以?xún)?nèi)的角度,而多圈**值型編碼器除了確定一圈范圍以?xún)?nèi)的角度以外,還可以確定圈數(shù)。按照檢測(cè)工作原理,編碼器可分為光電編碼器(optical encoder)、磁性編碼器(magnetic encoder)以及電感式編碼器(inductive encoder)和電容式編碼器(capacitive encoder),等等。光電編碼器采用光學(xué)檢測(cè)原理,一般檢測(cè)精度相對(duì)較高,但在戶(hù)外及惡劣環(huán)境下使用時(shí)需要較高的防護(hù)要求,并且不適宜在凝露的環(huán)境中使用。磁性編碼器采用磁阻或者霍爾元件對(duì)磁性材料的角度或者位移值進(jìn)行測(cè)量。同光學(xué)檢測(cè)原理相比,磁電式檢測(cè)原理具有抗振動(dòng)、抗污染等特點(diǎn),可應(yīng)用于傳統(tǒng)的光電編碼器不能適應(yīng)的領(lǐng)域。按照機(jī)械安裝方式,編碼器還可分為實(shí)心軸型和空心軸型,其中空心軸型又可分為盲孔型和通孔型。用于伺服反饋的編碼器還常見(jiàn)錐孔型和錐軸型等安裝形式。按照適用環(huán)境,編碼器可以還分為一般工業(yè)型,重載型和防爆型等。