亨士樂編碼器如何做到準(zhǔn)確測(cè)量電機(jī)位置的？

生活中經(jīng)常使用的電梯是如何將人們準(zhǔn)確地帶到預(yù)定樓層的？機(jī)床如何切割精密材料？伺服電機(jī)如何確保旋轉(zhuǎn)位置的準(zhǔn)確性？所有這一切都?xì)w因于編碼器，但編碼器是什么？它如何準(zhǔn)確測(cè)量電機(jī)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(hào)或數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為可用于通信、傳輸和存儲(chǔ)的信號(hào)的設(shè)備。編碼器將角位移或線性位移轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，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(jī)定位設(shè)備，可以準(zhǔn)確檢查電機(jī)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(duì)編碼器。增量編碼器將位移轉(zhuǎn)換為周期性電信號(hào)，然后將該電信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)數(shù)脈沖。脈沖數(shù)表示位移。絕對(duì)編碼器的每個(gè)位置對(duì)應(yīng)于特定的數(shù)字代碼，因此其顯示僅與測(cè)量的開始和結(jié)束位置有關(guān)，而與測(cè)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(gè)輸出端口，每個(gè)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(gè)周期。根據(jù)延遲比可以區(qū)分正旋轉(zhuǎn)和負(fù)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(gè)周期脈沖，即每個(gè)周期發(fā)送一個(gè)脈沖，可以執(zhí)行2倍或4倍頻率Z相。

增量測(cè)量方法的網(wǎng)格由周期網(wǎng)格組成。通過計(jì)算從點(diǎn)開始的增量（測(cè)量步驟）的數(shù)量來獲得位置信息。由于必須使用絕對(duì)參考點(diǎn)來確定位置值，因此圓形網(wǎng)格碼盤也具有參考點(diǎn)軌跡。

絕對(duì)式編碼器

絕對(duì)式編碼器對(duì)應(yīng)于一個(gè)圓。每個(gè)參考角度發(fā)送與該角度相對(duì)應(yīng)的唯一二進(jìn)制值。可以通過外部環(huán)形記錄設(shè)備記錄和測(cè)量多個(gè)位置。

當(dāng)亨士樂編碼器打開時(shí)，可以立即確定位置值，并且可以隨時(shí)從隨后的信號(hào)處理電子電路讀取位置值。不需要移動(dòng)軸來執(zhí)行參考點(diǎn)的歸零操作。絕對(duì)位置信息來自圓形網(wǎng)格代碼盤，該代碼盤由一系列絕對(duì)代碼組成。單個(gè)增量軌跡標(biāo)記信號(hào)可以通過細(xì)分生成位置值，也可以生成可選的增量信號(hào)。

單個(gè)編碼器的絕對(duì)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(duì)編碼器圓盤光柵

它們有最大的區(qū)別：對(duì)于增量編碼器，位置由從零標(biāo)記計(jì)算的脈沖數(shù)確定，而絕對(duì)編碼器的位置由讀取輸出代碼確定。在一個(gè)圓圈中，讀取每個(gè)位置的輸出代碼是唯一的，因此當(dāng)電源斷開時(shí)，絕對(duì)編碼器不會(huì)與實(shí)際位置分離。當(dāng)電源再次打開時(shí)，位置指示器仍然是當(dāng)前和有效的，這與增量式編碼器不同，后者必須搜索零標(biāo)記。

3、編碼器的工作原理

一種中間有一個(gè)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(hào)，每一組信號(hào)的相位差為90度（相對(duì)于一個(gè)周期波為360度）。此外，每轉(zhuǎn)輸出一個(gè)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(xì)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(gè)數(shù)量級(jí)。塑料碼盤經(jīng)濟(jì)，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(cè)量和反饋控制原理

編碼器在電梯、機(jī)床、材料加工、電機(jī)反饋系統(tǒng)以及測(cè)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(hào)轉(zhuǎn)換為TTL（HTL）電信號(hào)。通過分析TTL電平頻率和高電平數(shù)，可以直接反映電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度和位置

由于角度和位置可以精確測(cè)量，亨士樂編碼器和變頻器可以組合成一個(gè)封閉的控制系統(tǒng)，使控制更加精確，這就是為什么電梯、機(jī)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(duì)式，將其他信號(hào)（如光信號(hào)）轉(zhuǎn)換為可以分析和控制的電信號(hào)。我們生活中常見的電梯和機(jī)床都是通過電機(jī)精確調(diào)節(jié)的。電信號(hào)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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