增量式 絕對(duì)值 編碼器概述講課稿

1、增量式 絕對(duì)值 編碼器概述編碼器1 認(rèn)識(shí)編碼器認(rèn)識(shí)編碼器 編碼器（encoder）是將信號(hào)（如比特流）或數(shù)據(jù)進(jìn)行編制、轉(zhuǎn)換為可用以通訊、傳輸和存儲(chǔ)的信號(hào)形式的設(shè)備。編碼器是傳感器（sensor）的一種，主要用于測(cè)量機(jī)械運(yùn)動(dòng)的角位移，通過角位移可計(jì)算出機(jī)械運(yùn)動(dòng)的位置，速度等。編碼器3 絕對(duì)值編碼器絕對(duì)值編碼器 絕對(duì)編碼器光碼盤上有許多道光通道刻線，每道刻線依次以2線、4線、8線、16線編排，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n位絕對(duì)編碼器。這樣的編碼器是由光電碼盤的機(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

2、每個(gè)位置是唯一的，它無需記憶，無需找參考點(diǎn)。編碼器LED光敏光敏元件元件編碼器（1）用于旋轉(zhuǎn)范圍360度以內(nèi)的測(cè)量，稱為單圈絕對(duì)值編碼器。（2）反之，則需要使用多圈絕對(duì)值編碼器。根據(jù)鐘表齒輪機(jī)械的原理，當(dāng)中心碼盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過齒輪傳動(dòng)另一組碼盤（或多組齒輪，多組碼盤），在單圈編碼的基礎(chǔ)上再增加圈數(shù)的編碼，以擴(kuò)大編碼器的測(cè)量范圍，這樣的絕對(duì)編碼器就稱為多圈式絕對(duì)編碼器。編碼器絕對(duì)值編碼器的輸出形式：絕對(duì)值編碼器信號(hào)輸出有并行輸出、串行SSI輸出、現(xiàn)場(chǎng)總線型輸出、變送一體型輸出。并行輸出：并行輸出的每一根線代表一個(gè)位，編碼器有多少位即有多少根輸出線，組成一個(gè)唯一的位置編碼，所以需要的PLC輸入點(diǎn)會(huì)很

3、多。代碼一般為BCD或者格雷碼。（同步串行）串行SSI輸出：這種輸出可靠性高，傳輸距離遠(yuǎn)。但是不能跟s7-200直接連接，需要s7-300以上系列PLC。編碼器（異步串行）現(xiàn)場(chǎng)總線型輸出：比較熟悉的如，ModbusRTU輸出、Profibus-DP輸出等。該類編碼器可以與s7-200PLC通信連接使用，使用方便，成本低。變送一體型輸出：這種輸出型信號(hào)已經(jīng)在編碼器內(nèi)換算后直接變送輸出，常用的有模擬量420mA輸出、RS485數(shù)字輸出或者兩者同時(shí)輸出，即為雙輸出型編碼器。（這里實(shí)物介紹并行輸出和現(xiàn)場(chǎng)總線ModbusRTU輸出型編碼器）編碼器Q&A環(huán)節(jié)關(guān)于絕對(duì)值編碼器大家提出問題，相互討論學(xué)

4、習(xí)。編碼器4 增量式編碼器增量式編碼器編碼器每旋轉(zhuǎn)一定角度會(huì)發(fā)出一個(gè)脈沖，即輸出脈沖隨角位移的增加而累加。增量式編碼器一般與PLC的高速計(jì)數(shù)器配合使用。原理圖：編碼器增量式編碼器根據(jù)通道數(shù)目，可將其分為：1）單通道增量式編碼器，內(nèi)部只有一對(duì)光電耦合器，只能產(chǎn)生一個(gè)脈沖序列。2）雙通道增量式編碼器，此種編碼器一般有AB兩相，編碼器內(nèi)部有兩對(duì)光電耦合器，輸出相位差為90的兩組脈沖序列，此種輸出可以判斷旋轉(zhuǎn)方向。編碼器3）三通道增量式編碼器，內(nèi)部除了有雙通道增量式編碼器的兩對(duì)光電耦合外，在脈沖碼盤的另外一個(gè)通道有1個(gè)透光段，每轉(zhuǎn)1圈，輸出1個(gè)脈沖，該脈沖稱為Z相零位脈沖，用做系統(tǒng)清零信號(hào)，或坐標(biāo)的原

5、點(diǎn)，以減少測(cè)量的積累誤差。（這里實(shí)物講解此種編碼器）編碼器增量編碼器輸出信號(hào)：增量編碼器輸出信號(hào)：3通道信號(hào)在雙通道編碼器的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)零位信號(hào)，用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位一般測(cè)長(zhǎng)度使用該信號(hào)，測(cè)速一般不使用該信號(hào)。 信號(hào)輸出如圖： 1 可以檢測(cè)速度 2 可以檢測(cè)旋轉(zhuǎn)方向 3 可以定位通道A通道 B通道Z編碼器4）六通道增量式編碼器，在三通道編碼器的基礎(chǔ)上將每一通道信號(hào)增加一個(gè)反向輸出，即為6通道編碼器，反向信號(hào)的存在主要是為了消除干擾及補(bǔ)償損耗，以便可以長(zhǎng)距離的傳輸。信號(hào)輸出如圖：編碼器Q&A環(huán)節(jié)關(guān)于增量式編碼器，大家提出問題，相互討論學(xué)習(xí)。編碼器5 兩種編碼器比較兩種編碼器比較 增量編碼器

6、絕對(duì)值編碼器傳送在一轉(zhuǎn)中每一步的唯一的位置信息位置信息一直可用,即使在斷電或電源出現(xiàn)故障時(shí)一般應(yīng)用于角度測(cè)量、位置檢測(cè)及往復(fù)運(yùn)動(dòng)一般用來測(cè)試速度與方向也可以用角度測(cè)量，但在斷電或電源出現(xiàn)故障時(shí)位置信息丟失，需找零。編碼器6 編碼器的使用編碼器的使用角位移測(cè)量1）絕對(duì)值編碼器絕對(duì)值編碼器每一個(gè)角度位置都有一個(gè)固定的編碼，只要讀出該編碼即可確定位置，即角位移。根據(jù)編碼器的精度可知單圈360度對(duì)應(yīng)的位置數(shù)。2）增量式編碼器增量式編碼器根據(jù)其精度，例如1000脈沖/圈，可知編碼器每旋轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生1000個(gè)脈沖，一個(gè)脈沖代表（360/1000），多圈計(jì)數(shù)時(shí)，脈沖一直累加即可知道對(duì)應(yīng)角位移。編碼器編碼器測(cè)量

7、直線位移的方式編碼器測(cè)量直線位移的方式編碼器裝在絲杠末端編碼器裝在絲杠末端位置反饋位置反饋 x 已知螺距已知螺距t t，通過，通過測(cè)量滾珠絲杠的角位測(cè)量滾珠絲杠的角位移移 ，間接間接獲得工作獲得工作臺(tái)的直線位移臺(tái)的直線位移x，構(gòu)，構(gòu)成成位置半閉環(huán)位置半閉環(huán)伺服系伺服系統(tǒng)。統(tǒng)。xt/360 編碼器螺母螺母絲杠絲杠螺距螺距x=？ 設(shè)設(shè): :螺距螺距t=4mm，絲杠在，絲杠在4 4s時(shí)間里轉(zhuǎn)動(dòng)了時(shí)間里轉(zhuǎn)動(dòng)了10圈，求圈，求: :絲絲杠的平均轉(zhuǎn)速杠的平均轉(zhuǎn)速n(r/min)及螺母及螺母移動(dòng)了多少毫米？螺母移動(dòng)移動(dòng)了多少毫米？螺母移動(dòng)的平均速度的平均速度v又為多少？又為多少？ 螺距螺距例題：例題：編碼器 xx 編碼器裝在絲杠末端與前端編碼器裝在絲杠末端與前端（和伺服電動(dòng)機(jī)同軸）在位置控（和伺服電動(dòng)機(jī)同軸）在位置控制精度上有什么區(qū)別？制精度上有什么區(qū)別？末端安裝包含了絲杠的傳動(dòng)誤末端安裝包含了絲杠的傳動(dòng)誤差，反饋位置控制精度更高差，反饋位置控制精度更高編碼器絕對(duì)型旋轉(zhuǎn)編碼器的機(jī)械安裝有高速端安裝