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基礎(chǔ)知識(shí)之旋轉(zhuǎn)編碼器

作者: 時(shí)間:2024-03-26 來源:電子森林 收藏

什么是?

,也稱為軸編碼器,是一種機(jī)電設(shè)備,可將軸或軸的角位置或運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字輸出信號(hào)。

本文引用地址:http://2s4d.com/article/202403/456814.htm

主要有兩種類型:絕對(duì)式和增量式。絕對(duì)編碼器的輸出指示當(dāng)前軸位置,使其成為角度傳感器。增量編碼器的輸出提供有關(guān)軸運(yùn)動(dòng)的信息,這些信息通常在其他地方處理成位置、速度和距離等信息。

旋轉(zhuǎn)編碼器用于需要監(jiān)視或控制機(jī)械系統(tǒng)或兩者兼而有之的廣泛應(yīng)用,包括工業(yè)控制、機(jī)器人、攝影鏡頭、計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備,如光機(jī)械鼠標(biāo)和軌跡球、受控應(yīng)力流變儀和旋轉(zhuǎn)雷達(dá)平臺(tái)。

旋轉(zhuǎn)編碼器的工作原理是通過檢測(cè)旋轉(zhuǎn)部件上的位置變化來測(cè)量角度。它可以使用兩種主要類型的編碼器:增量編碼器和絕對(duì)編碼器。

增量編碼器:

增量編碼器通過在旋轉(zhuǎn)部件上安裝光學(xué)或磁性刻度來工作。這些刻度通常具有固定的間隔,用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)部件的位置變化。 當(dāng)旋轉(zhuǎn)部件旋轉(zhuǎn)時(shí),增量編碼器會(huì)發(fā)出脈沖信號(hào)。每個(gè)脈沖代表旋轉(zhuǎn)部件旋轉(zhuǎn)一個(gè)固定的角度,通常稱為計(jì)數(shù)單位。 通過計(jì)數(shù)脈沖的數(shù)量和方向,可以確定旋轉(zhuǎn)部件的準(zhǔn)確位置和旋轉(zhuǎn)方向。

絕對(duì)編碼器:

絕對(duì)編碼器可以直接測(cè)量旋轉(zhuǎn)部件的絕對(duì)位置,而不僅僅是位置變化。 絕對(duì)編碼器通常使用多個(gè)刻度和傳感器來實(shí)現(xiàn)。每個(gè)刻度上都有一個(gè)唯一的編碼模式,可以識(shí)別旋轉(zhuǎn)部件的絕對(duì)位置。 當(dāng)旋轉(zhuǎn)部件旋轉(zhuǎn)時(shí),傳感器會(huì)讀取刻度上的編碼模式,并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的位置值。 絕對(duì)編碼器可以提供非常準(zhǔn)確的角度測(cè)量,但通常更昂貴。

旋轉(zhuǎn)編碼器是如何工作的?

旋轉(zhuǎn)編碼器(rotary encoder)也稱為軸編碼器,是將旋轉(zhuǎn)的機(jī)械位移量轉(zhuǎn)換為電氣信號(hào),對(duì)該信號(hào)進(jìn)行處理后檢測(cè)位置速度等信號(hào)的傳感器。檢測(cè)直線機(jī)械位移量的傳感器稱為線性編碼器。一般裝設(shè)在旋轉(zhuǎn)物體中垂直旋轉(zhuǎn)軸的一面。旋轉(zhuǎn)編碼器用在許多需要精確旋轉(zhuǎn)位置及速度的場(chǎng)合,如工業(yè)控制、機(jī)器人技術(shù)、專用鏡頭、電腦輸入裝置(如鼠標(biāo)及軌跡球)等。

旋轉(zhuǎn)編碼器可分為絕對(duì)型(absolute)編碼器及增量型(incremental)編碼器兩種。增量型編碼器也稱作相對(duì)型編碼器(relative encoder),利用檢測(cè)脈沖的方式來計(jì)算轉(zhuǎn)速及位置,可輸出有關(guān)旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)的信號(hào),一般會(huì)由其他設(shè)備或電路進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為速度、距離、每分鐘轉(zhuǎn)速或位置的信號(hào)。絕對(duì)型編碼器會(huì)輸出旋轉(zhuǎn)軸的位置,可視為一種角度傳感器。

二者的主要區(qū)別在于碼盤的結(jié)構(gòu)和輸出信號(hào)的形式不同。增量型編碼器輸出的是脈沖信號(hào),而絕對(duì)編碼器輸出的是二進(jìn)制的數(shù)值。

如何使用旋轉(zhuǎn)編碼器?

選型 在選型或采購旋轉(zhuǎn)編碼器的時(shí)候,需要從多方面進(jìn)行考慮,特別是在技術(shù)參數(shù)上需要進(jìn)行一個(gè)技術(shù)參數(shù)上的參考:包括編碼器的尺寸、類型、分辨率、電氣接口等等,總的來說,第一步則是判斷應(yīng)用需要的是增量編碼器、絕對(duì)編碼器還是換向編碼器。一經(jīng)確定,就必須考慮分辨率、安裝方式、電機(jī)軸尺寸等其他參數(shù)。(對(duì)磁場(chǎng)環(huán)境有要求的務(wù)必不能選擇磁電技術(shù)的編碼器?。。。?/span>

除了編碼器的定位止口,軸徑,安裝孔位,安裝空間體積等常規(guī)參數(shù),還需考慮比如:安裝空間與選定軸的形態(tài)(中空軸、桿軸類)、以及連接線纜類型。

分解率精度 在考慮組裝機(jī)械裝置的要求精度和機(jī)械的成本的基礎(chǔ)上,選擇最適合的產(chǎn)品。一般選擇機(jī)械綜合精度的1/2~1/4精度的分辨率。

輸出電路方式 對(duì)增量型編碼器而言,其輸出電路有很多類型,當(dāng)使用高速計(jì)數(shù)器對(duì)編碼器的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí),必須首先搞清楚該編碼器的輸出類型才能正確的接線并調(diào)試。 增量型編碼器的輸出電路包括集電極輸出(Collector Output)型、電壓輸出(Voltage Output)型、推挽輸出(Push-Pull Output)型及線驅(qū)動(dòng)輸出(Line Driver Output)型。輸出電路的核心元器件是三極管。我們知道三極管有三個(gè)極:基極(Base)、發(fā)射極(Emitter)和集電極(Collector)。

最合適的輸出信號(hào)類型并不總是那么明顯,而且往往受到忽視。最常見的三種類型是開集輸出(電壓輸出-E)、推挽輸出(F型HTL格式)和差分線路驅(qū)動(dòng)器輸出。本文將分別介紹這三種輸出類型,幫助大家根據(jù)具體應(yīng)用需求選擇合適的設(shè)備。

旋轉(zhuǎn)編碼器的供應(yīng)商有哪些?

  • 日本 NEMICON(內(nèi)密控)
  • 韓國(guó) Autonics
  • 歐姆龍(OMRON)自動(dòng)化
  • 宜科(ElCO)電子
  • 西克(SICK)傳感器
  • 無錫瑞普海德
  • 長(zhǎng)春禹衡光學(xué)
  • 光洋電子(無錫)
  • 上海佳武自動(dòng)化

    從哪里選型和購買旋轉(zhuǎn)編碼器?

    當(dāng)選型和購買旋轉(zhuǎn)編碼器時(shí),有幾個(gè)關(guān)鍵要考慮的因素:

1. 分辨率:旋轉(zhuǎn)編碼器的分辨率決定了它能夠檢測(cè)到的旋轉(zhuǎn)角度的精度。通常以每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)(PPR)來表示,較高的PPR意味著更高的分辨率。

  1. 接口類型:旋轉(zhuǎn)編碼器的接口類型取決于你的應(yīng)用需求。常見的接口類型包括模擬輸出、數(shù)字脈沖輸出(如A、B相信號(hào))和通信接口(如SPI、I2C等)。
  2. 尺寸和安裝方式:根據(jù)你的應(yīng)用空間和安裝要求,選擇合適的旋轉(zhuǎn)編碼器尺寸和安裝方式,如軸式、中空式、平面式等。
  3. 工作電壓和電流:確保旋轉(zhuǎn)編碼器的工作電壓和電流與你的電路系統(tǒng)匹配。
  4. 品牌和質(zhì)量:選擇可靠的品牌和供應(yīng)商,確保旋轉(zhuǎn)編碼器的質(zhì)量和售后服務(wù)。

以下是一些旋轉(zhuǎn)編碼器選型和購買的在線資源鏈接:

  1. Mouser Electronics: https://www.mouser.com/
  2. Digi-Key Electronics: https://www.digikey.com/
  3. RS Components: https://www.rs-online.com/
  4. Allied Electronics: https://www.alliedelec.com/
  5. Amazon: https://www.amazon.com/


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