旋轉(zhuǎn)編碼器詳解

1、增量式編碼器的a.b.z  編碼器a、b、z相及其關(guān)系   ttl編碼器a相，b相信號(hào)，z相信號(hào),u相信號(hào)，v相信號(hào)，w相信號(hào)，分別有什么關(guān)系？       對(duì)于這個(gè)問題的回答我們從以下幾個(gè)方面說明：       編碼器只有a相、b相、z相信號(hào)的概念。        所謂u相、v相、w相是指的電機(jī)的主電源的三相交流供電，與編碼器沒有任何關(guān)系?！癮相、b相、z相”與“u相、v相、w相”是完全沒有什么關(guān)系的兩種概念，前者是編碼器的

2、通道輸出信號(hào)；后者是交流電機(jī)的三相主回路供電。       而編碼器的a相、b相、z相信號(hào)中，a、b兩個(gè)通道的信號(hào)一般是正交（即互差90°）脈沖信號(hào)；而z相是零脈沖信號(hào)。詳細(xì)來說，就是    一般編碼器輸出信號(hào)除a、b兩相（a、b兩通道的信號(hào)序列相位差為90度）外，每轉(zhuǎn)一圈還輸出一個(gè)零位脈沖z。    當(dāng)主軸以順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，輸出脈沖a通道信號(hào)位于b通道之前；當(dāng)主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，a通道信號(hào)則位于b通道之后。從而由此判斷主軸是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)。    另外，編碼器每旋轉(zhuǎn)一周發(fā)一個(gè)脈沖，稱之

3、為零位脈沖或標(biāo)識(shí)脈沖（即z相信號(hào)），零位脈沖用于決定零位置或標(biāo)識(shí)位置。要準(zhǔn)確測(cè)量零位脈沖，不論旋轉(zhuǎn)方向，零位脈沖均被作為兩個(gè)通道的高位組合輸出。由于通道之間的相位差的存在，零位脈沖僅為脈沖長度的一半。     帶u、v、w相的編碼器，應(yīng)該是伺服電機(jī)編碼器    a、b相是兩列脈沖，或正弦波、或方波，兩者的相位相差90度，因此既可以測(cè)量轉(zhuǎn)速，還可以測(cè)量電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向z相是參考脈沖，每轉(zhuǎn)一圈輸出一個(gè)脈沖，脈沖寬度往往只占1/4周期，其作用是編碼器自我校正用的，使得編碼器在斷電或丟失脈沖的時(shí)候也能正常使用。   abz是編碼器的位

4、置信號(hào)，uvw是電機(jī)的磁極信號(hào)，一般用于同步電機(jī)；   ab對(duì)于ttl/htl編碼器來說，ab相根據(jù)編碼器的細(xì)分度不同，每圈有很多個(gè)，但z相每圈只有一個(gè)；   uvw磁極信號(hào)之間相位差是120度，隨著編碼器的角度轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，與abz之間可以說沒有直接關(guān)系。/#    編碼器a+a-b+b-z+z-怎么用分別代表什么意思？     這種編碼器的輸出方式為長線驅(qū)動(dòng)（line driver），其中a+a-b+b-z+z-為輸出的信號(hào)線，增量編碼器給出兩相方波，它們的相位差90°（電氣上），通常稱為a通道和b通道

5、。其中一個(gè)通道給出與轉(zhuǎn)速有關(guān)的信息，與此同時(shí)，通過兩個(gè)通道信號(hào)進(jìn)行順序?qū)Ρ?，得到旋轉(zhuǎn)方向的信息。還有一個(gè)特殊信號(hào)稱為z或零通道，該通道給出編碼軸的絕對(duì)零位，此信號(hào)是一個(gè)方波與a通道方波的中心線重合。    a+,a-為互補(bǔ)信號(hào)，b+,b-為互補(bǔ)信號(hào),z+,z-為互補(bǔ)信號(hào)；長線驅(qū)動(dòng)線路用于電氣受干擾或編碼器與接收系統(tǒng)之間是長距離的工作環(huán)境。數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收在兩個(gè)互補(bǔ)的通道中進(jìn)行。所以，干擾受到抑制（干擾是由電纜或相鄰設(shè)備引起的）。這種干擾叫做“共模干擾”，因?yàn)樗麄兊漠a(chǎn)生原于一個(gè)公共點(diǎn)：系統(tǒng)接地點(diǎn)。此外，長線驅(qū)動(dòng)發(fā)送和接收信號(hào)是以“差動(dòng)方式”進(jìn)行的。或者說，它的工作原理是在互補(bǔ)

6、通道間的電壓差上傳達(dá)。因此可以有效地抑制對(duì)它的共模干擾。這種傳送方式在采用5伏電壓時(shí)可認(rèn)為與rs422兼容，而且供電電源可達(dá)24伏特。    使用線性驅(qū)動(dòng)編碼器時(shí)，需要和線性的計(jì)數(shù)模塊相連接，運(yùn)動(dòng)控制卡（pg卡），在控制卡上直接有相對(duì)應(yīng)的接口abb-asm1的變頻器，有專門的運(yùn)動(dòng)控制卡。  a,b相是計(jì)數(shù)相，它們計(jì)數(shù)時(shí)脈沖是一樣多的，只是相位相差90°，用b相超前或是滯后a相90°來判斷正反轉(zhuǎn). z相是計(jì)圈相，編碼器每旋轉(zhuǎn)360°，發(fā)一個(gè)脈沖，一般用在絕對(duì)位置控制中名稱：無刷伺服電機(jī)100w詳細(xì)資料：特性    &

7、#160;  杰美康無刷伺服電機(jī)是一種低成本無刷伺服電機(jī)，其配套mcac506、mcac706、mcac808伺服驅(qū)動(dòng)時(shí)，可讓用戶以接近步進(jìn)系統(tǒng)的價(jià)格享受到交直流伺服的性能。      jsf系列：產(chǎn)品額定轉(zhuǎn)速3000rpm,低速可達(dá)1rpm，具有運(yùn)行噪音小、電機(jī)發(fā)熱低的優(yōu)點(diǎn)。電機(jī)編碼器為1000線（4000脈沖/轉(zhuǎn)）,可實(shí)現(xiàn)高速度、高精度、低噪音、低發(fā)熱、低成本效果。     jsfm系列電機(jī)：采用法蘭盤，與57步進(jìn)電機(jī)安裝尺寸兼容, 57jsf系列采用圓型端蓋，適用于特殊用途。 編碼器選型必須了解的五個(gè)參數(shù)脈沖

8、數(shù)（每轉(zhuǎn)輸出脈沖數(shù)p / r）；信號(hào)輸出形式（信號(hào)路數(shù)及信號(hào)輸出形式）；電源電壓（512v為低電壓，1224為高電壓）；軸徑（mm）；外型尺寸（mm）。（例：用戶要求訂購100脈沖、三路信號(hào)長線驅(qū)動(dòng)器輸出、電壓5v、軸徑6mm、外形尺寸38mm的，則我們編碼器的型號(hào)為*)光電編碼器安裝與使用 機(jī) 械 方 面 實(shí)心軸類 1編碼器軸與用戶端輸出軸之間采用彈性軟連接，以避免因用戶軸的串動(dòng)、跳動(dòng)而造成編碼器軸系和碼盤的損壞。2安裝時(shí)請(qǐng)注意允許的軸負(fù)載。3應(yīng)保證編碼器軸與用戶輸出軸的不同軸度0.20mm，與軸線的偏角1.5°。4安裝時(shí)

9、嚴(yán)禁敲擊和摔打碰撞，以免損壞軸系和碼盤。 空心軸類 1要避免與編碼器剛性連接，應(yīng)采用板彈簧。2安裝時(shí)編碼器應(yīng)輕輕推入被套軸，嚴(yán)禁用錘敲擊，以免損壞軸系和碼盤。 3長期使用時(shí)，請(qǐng)檢查板彈簧相對(duì)編碼器是否松動(dòng)；因定編碼器的螺釘是否松動(dòng)。   電 氣 方 面 1接地線應(yīng)盡量粗，一般應(yīng)大于3。2編碼器的輸出線彼此不要搭接，以免損壞輸出電路。3編碼器的信號(hào)線不要接到直流電源上或交流電流上，以免損壞輸出電路。4與編碼器相連的電機(jī)等設(shè)備，應(yīng)接地良好，不要有靜電。5配線時(shí)應(yīng)采用屏蔽電纜。6開機(jī)前，應(yīng)仔細(xì)檢查，產(chǎn)

10、品說明書與編碼器型號(hào)是否相符，接線是否正確。7長距離傳輸時(shí)，應(yīng)考慮信號(hào)衰減因素，選用輸出阻抗低，抗干擾能力強(qiáng)的輸出方式。8避免在強(qiáng)電磁波環(huán)境中使用。 /#/絕對(duì)型編碼器：每個(gè)位置變化都產(chǎn)生一個(gè)固定的代碼。絕對(duì)型旋轉(zhuǎn)編碼器具有斷電記憶功能，即斷電后當(dāng)前位置被記下來，無需在復(fù)電工作時(shí)重新尋找參考位 增量型編碼器：通過軸的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生一系列的脈沖信號(hào)。運(yùn)動(dòng)速度由一定時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)決定。脈沖信號(hào)輸出可與計(jì)數(shù)器或plc的輸入模塊相連，起到測(cè)量的目的。/#/一、光電編碼器簡介    光電編碼器是一種集光、機(jī)、電為一體的數(shù)字檢測(cè)裝置，它是一種通過光電轉(zhuǎn)換，將輸至軸

11、上的機(jī)械、幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器，它主要用于速度或位置（角度）的檢測(cè)。具有精度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定可靠等顯著的優(yōu)點(diǎn)。按結(jié)構(gòu)形式可分為直線式編碼器和旋轉(zhuǎn)式編碼器兩種類型。     旋轉(zhuǎn)編碼器主要由光柵、光源、檢讀器、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、機(jī)械傳動(dòng)等部分組成。光柵面上刻有節(jié)距相等的輻射狀透光縫隙，相鄰兩個(gè)透光縫隙之間代表一個(gè)增量周期；分別用兩個(gè)光柵面感光。由于兩個(gè)光柵面具有90°的相位差，因此將該輸出輸入數(shù)字加減計(jì)算器，就能以分度值來表示角度。它們的節(jié)距從光電編碼器的輸出信號(hào)種類來劃分，可分為增量式和絕對(duì)值式兩大類。  

12、;   旋轉(zhuǎn)增量式編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出脈沖，通過計(jì)數(shù)設(shè)備來知道其位置，當(dāng)編碼器不動(dòng)或停電時(shí)，依靠計(jì)數(shù)設(shè)備的內(nèi)部記憶來記住位置。這樣，當(dāng)停電后，編碼器不能有任何的移動(dòng)；當(dāng)來電工作時(shí)，編碼器輸出脈沖過程中，也不能有干擾而丟失脈沖，不然，計(jì)數(shù)設(shè)備記憶的零點(diǎn)就會(huì)偏移，而且這種偏移的量是無從知道的，只有錯(cuò)誤的生產(chǎn)結(jié)果出現(xiàn)后才能知道。     絕對(duì)編碼器光碼盤上有許多道刻線，每道刻線依次以2線、4線、8線、16線編排，這樣在編碼器的每一個(gè)位置，通過讀取每道刻線的通、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)，這就稱為位絕對(duì)編碼器。這樣的編碼器是

13、由碼盤的機(jī)械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。絕對(duì)編碼器由機(jī)械位置決定的每個(gè)位置的唯一性，它無需記憶，無需找參考點(diǎn)，而且不用一直計(jì)數(shù)，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(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。由于絕對(duì)編碼器在定位方面明顯地優(yōu)于增量式編碼器，已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于工業(yè)控制定位中。     編碼器信號(hào)輸出有并行輸出、串行輸出、總線型輸出、變送一體型輸出等輸出形式。串行輸出是時(shí)間上數(shù)據(jù)按照約定，有先后輸出；空間上，所有位數(shù)的數(shù)據(jù)都在一組電纜上(先后)發(fā)出。這種約定稱為“通訊協(xié)議”，其連接的物理形式有rs232、rs422(ttl)

14、、rs485等。串行輸出連接線少，傳輸距離遠(yuǎn)，可靠性就大大提高了，但傳輸速度比并行輸出慢。對(duì)于絕對(duì)編碼器，信號(hào)并行輸出是時(shí)間上數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)出：空間上，每個(gè)位數(shù)的數(shù)據(jù)各占用一根線纜。對(duì)于位數(shù)不高的絕對(duì)編碼器，一般就直接以此形式輸出數(shù)碼，可直接進(jìn)入plc或上位機(jī)的io接口。這種方式輸出即時(shí)，連接簡單。但是，對(duì)于位數(shù)較多的絕對(duì)編碼器，有許多芯電纜，由此帶來工程難度和諸多不便、降低了可靠性。因此，在絕對(duì)編碼器多位數(shù)輸出一般不采用并行輸出型，而是選用串行輸出或總線型輸出。 二、光電編碼器的分類 按測(cè)量方式的分類：    旋轉(zhuǎn)編碼器   

15、          直尺編碼器 按編碼方式的分類：  絕對(duì)式編碼器    增量式編碼器   混合式編碼器 三、光電編碼器的應(yīng)用     近十幾年來，光電編碼器發(fā)展為一種成熟的多規(guī)格、高性能的系列工業(yè)化產(chǎn)品，在數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、雷達(dá)、光電經(jīng)緯儀、地面指揮儀、高精度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。   旋轉(zhuǎn)編碼器是用來測(cè)量轉(zhuǎn)速的裝置，光電式旋轉(zhuǎn)編碼器通過光電轉(zhuǎn)換，可將輸出

16、軸的角位移、角速度等機(jī)械量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖以數(shù)字量輸出（rep）。它分為單路輸出和雙路輸出兩種。技術(shù)參數(shù)主要有每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)（幾十個(gè)到幾千個(gè)都有），和供電電壓等。單路輸出是指旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出是一組脈沖，而雙路輸出的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出兩組a/b相位差90度的脈沖，通過這兩組脈沖不僅可以測(cè)量轉(zhuǎn)速，還可以判斷旋轉(zhuǎn)的方向。編碼器如以信號(hào)原理來分可分為增量脈沖編碼器:spc絕對(duì)脈沖編碼器:apc兩者一般都應(yīng)用于速度控制或位置控制系統(tǒng)的檢測(cè)元件.信號(hào)輸出:信號(hào)輸出有正弦波（電流或電壓）,方波（ttl、htl）,集電極開路（pnp、npn）,推拉式多種形式，其中ttl為長線差分驅(qū)動(dòng)（對(duì)稱a,a-;b,b-;z,z

17、-）,htl也稱推拉式、推挽式輸出，編碼器的信號(hào)接收設(shè)備接口應(yīng)與編碼器對(duì)應(yīng)。信號(hào)連接編碼器的脈沖信號(hào)一般連接計(jì)數(shù)器、plc、計(jì)算機(jī)，plc和計(jì)算機(jī)連接的模塊有低速模塊與高速模塊之分，開關(guān)頻率有低有高。如單相聯(lián)接，用于單方向計(jì)數(shù)，單方向測(cè)速。a.b兩相聯(lián)接，用于正反向計(jì)數(shù)、判斷正反向和測(cè)速。a、b、z三相聯(lián)接，用于帶參考位修正的位置測(cè)量。a、a-，b、b-，z、z-連接，由于帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)的連接，電流對(duì)于電纜貢獻(xiàn)的電磁場(chǎng)為0，衰減最小，抗干擾最佳，可傳輸較遠(yuǎn)的距離。對(duì)于ttl的帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)輸出的編碼器，信號(hào)傳輸距離可達(dá)150米。旋轉(zhuǎn)編碼器由精密器件構(gòu)成，故當(dāng)受到較大的沖擊時(shí)，可能會(huì)損壞內(nèi)部功能

18、，使用上應(yīng)充分注意。注意的事項(xiàng)是：（1）安裝安裝時(shí)不要給軸施加直接的沖擊。編碼器軸與機(jī)器的連接，應(yīng)使用柔性連接器。在軸上裝連接器時(shí)，不要硬壓入。即使使用連接器，因安裝不良，也有可能給軸加上比允許負(fù)荷還大的負(fù)荷，或造成撥芯現(xiàn)象，因此，要特別注意。軸承壽命與使用條件有關(guān)，受軸承荷重的影響特別大。如軸承負(fù)荷比規(guī)定荷重小，可大大延長軸承壽命。不要將旋轉(zhuǎn)編碼器進(jìn)行拆解，這樣做將有損防油和防滴性能。防滴型產(chǎn)品不宜長期浸在水、油中表面有水、油時(shí)應(yīng)擦拭干凈。（2）振動(dòng)加在旋轉(zhuǎn)編碼器上的振動(dòng)，往往會(huì)成為誤脈沖發(fā)生的原因。因此，應(yīng)對(duì)設(shè)置場(chǎng)所、安裝場(chǎng)所加以注意。每轉(zhuǎn)發(fā)生的脈沖數(shù)越多，旋轉(zhuǎn)槽圓盤的槽孔間隔越窄，越易受

19、到振動(dòng)的影響。在低速旋轉(zhuǎn)或停止時(shí)，加在軸或本體上的振動(dòng)使旋轉(zhuǎn)槽圓盤抖動(dòng)，可能會(huì)發(fā)生誤脈沖。（3）關(guān)于配線連接誤配線，可能會(huì)損壞內(nèi)部回路，故在配線時(shí)應(yīng)充分注意： 配線應(yīng)在電源off狀態(tài)下進(jìn)行，電源接通時(shí)，若輸出線接觸電源，則有時(shí)會(huì)損壞輸出回路。 若配線錯(cuò)誤，則有時(shí)會(huì)損壞內(nèi)部回路，所以配線時(shí)應(yīng)充分注意電源的極性等。3 若和高壓線、動(dòng)力線并行配線，則有時(shí)會(huì)受到感應(yīng)造成誤動(dòng)作成損壞，所以要分離開另行配線。 延長電線時(shí)，應(yīng)在10m以下。并且由于電線的分布容量，波形的上升、下降時(shí)間會(huì)較長，有問題時(shí)，采用施密特回路等對(duì)波形進(jìn)行整形。 為了避免感應(yīng)噪聲等，要盡

20、量用最短距離配線。向集成電路輸入時(shí)，特別需要注意。6 電線延長時(shí)，因?qū)w電阻及線間電容的影響，波形的上升、下降時(shí)間加長，容易產(chǎn)生信號(hào)間的干擾（串音），因此應(yīng)用電阻小、線間電容低的電線（雙絞線、屏蔽線）。對(duì)于htl的帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)輸出的編碼器，信號(hào)傳輸距離可達(dá)300米/#/產(chǎn)品分類：（1） 絕對(duì)型：其輸出信號(hào)為計(jì)算機(jī)能直接識(shí)別的二進(jìn)碼，bcd碼或格雷碼。（2） 增量型：其輸出信號(hào)為連續(xù)的方波脈沖，我公司增量型編碼器又分為以下幾種：     a. 主軸型：其特點(diǎn)為可制作303600 p / r的脈沖，規(guī)格齊全，適合多種場(chǎng)合?；拘吞?hào)有isc、isl、isca

21、、等系列     b. 中空型：其特點(diǎn)為可制作303600 p / r的脈沖,采用彈簧板連接，安裝方便,適合于dc和ac馬達(dá)?；拘吞?hào)ihc、iha等系列。    c. 手動(dòng)型：其特點(diǎn)為可制作25100 p / r的脈沖，手感均勻、靈活，體積更小，使用壽命更長?；拘吞?hào)有ism等系列。(3)信號(hào)輸出說明b 表示a、b兩信號(hào)輸出，信號(hào)相差90度。bz 表示a、b兩信號(hào)輸出，信號(hào)相差90度+原點(diǎn)信號(hào)輸出。（4） 信號(hào)輸出形式說明e 表示電壓輸出（4.5v13.2v）。c 表示集電極開放輸出，有npn型集電極開放輸出（4.5v13.2v）、npn型高

22、電壓集電極開放輸出（10.8v26.4v）、c2-pnp型高電壓集電極開放輸出（10.8v26.4）。          f 表示推拉（互補(bǔ)，推挽）輸出（10.8v26.4v）。          l 表示長線驅(qū)動(dòng)輸出（4.75v5.25v）。          t-表示長線驅(qū)動(dòng)輸出（10.8v26.4v）。/#/一、按碼盤的刻孔方式不同分為：增量型和絕對(duì)值型 1、增量型：就是每轉(zhuǎn)過單位的角度就發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)（也有發(fā)正余弦信號(hào)，然后對(duì)其進(jìn)行細(xì)分

23、斬波出頻率更高的脈沖），通常為a、b、z相輸出，a、b相為相互延遲1/4周期的脈沖輸出，根據(jù)延遲關(guān)系可以區(qū)別正反轉(zhuǎn)，而且通過取a、b的上升和下降沿可以進(jìn)行2或4倍頻；z相為單圈脈沖，即每圈發(fā)出一個(gè)脈沖。 2、絕對(duì)值型：就是對(duì)應(yīng)一圈每個(gè)基準(zhǔn)的角度發(fā)出一個(gè)唯一與該角度對(duì)應(yīng)2進(jìn)制的數(shù)值，通過外部記圈器件可以進(jìn)行多個(gè)位置的記錄和測(cè)量（n=單圈位置數(shù)*最大記憶圈數(shù)）按二進(jìn)制的類型不同分為一般二進(jìn)制碼和葛雷碼，葛雷碼的好處是臨近的數(shù)值變更時(shí)各位的狀態(tài)只有一個(gè)位發(fā)生變化，其他位保持不變。二、按信號(hào)的輸出類型分為：電壓輸出、集電極開路輸出、推拉互補(bǔ)輸出和長線驅(qū)動(dòng)輸出。 以工作原理分有增量式與絕對(duì)式.絕對(duì)式還有單圈(360度以內(nèi)工作)和多圈之分. 以電氣輸出物理形式分增量值輸出有正弦波(電壓或電流)輸出集電極開路輸出(npn或pnp)差分驅(qū)動(dòng)輸出(或ttl)推挽式輸出(或htl)上拉電壓輸出 絕對(duì)值輸出有并行5v或24