58/0360ES.41SBD 亨氏樂編碼器HENGSTLER58/0360E的工作原理
- 公司名稱 上海圓馨能源科技有限公司
- 品牌 其他品牌
- 型號 58/0360ES.41SBD
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- 廠商性質(zhì) 經(jīng)銷商
- 更新時間 2023/6/14 17:20:42
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亨氏樂編碼器HENGSTLER58/0360E的工作原理
旋轉(zhuǎn)編碼器是集光機(jī)電技術(shù)于一體的速度位移傳感器。當(dāng)旋轉(zhuǎn)編碼器軸帶動光柵盤旋轉(zhuǎn)時,經(jīng)發(fā)光元件發(fā)出的光被光柵盤狹縫切割成斷續(xù)光線,并被接收元件接收產(chǎn)生初始信號。該信號經(jīng)后繼電路處理后,輸出脈沖或代碼信號。其特點(diǎn)是體積小,重量輕,品種多,功能全,頻響高,分辨能力高,力矩小,耗能低,性能穩(wěn)定,可靠使用壽命長等特點(diǎn)。
1、增量式編碼器
增量式編碼器軸旋轉(zhuǎn)時,有相應(yīng)的相位輸出。其旋轉(zhuǎn)方向的判別和脈沖數(shù)量的增減,需借助后部的判向電路和計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)。其計(jì)數(shù)起點(diǎn)可任意設(shè)定,并可實(shí)現(xiàn)多圈的無限累加和測量。還可以把每轉(zhuǎn)發(fā)出一個脈沖的Z信號,作為參考機(jī)械零位。當(dāng)脈沖已固定,而需要提高分辨率時,可利用帶90度相位差A(yù),B的兩路信號,對原脈沖數(shù)進(jìn)行倍頻。
2、值編碼器
值編碼器軸旋轉(zhuǎn)器時,有與位置一一對應(yīng)的代碼(二進(jìn)制,BCD碼等)輸出,從代碼大小的變更即可判別正反方向和位移所處的位置,而無需判向電路。它有一個零位代碼,當(dāng)停電或關(guān)機(jī)后再開機(jī)重新測量時,仍可準(zhǔn)確地讀出停電或關(guān)機(jī)位置地代碼,并準(zhǔn)確地找到零位代碼。一般情況下值編碼器的測量范圍為0~360度,但特殊型號也可實(shí)現(xiàn)多圈測量。
3、正弦波編碼器
正弦波編碼器也屬于增量式編碼器,主要的區(qū)別在于輸出信號是正弦波模擬量信號,而不是數(shù)字量信號。它的出現(xiàn)主要是為了滿足電氣領(lǐng)域的需要-用作電動機(jī)的反饋檢測元件。在與其它系統(tǒng)相比的基礎(chǔ)上,人們需要提高動態(tài)特性時可以采用這種編碼器。
為了保證良好的電機(jī)控制性能,編碼器的反饋信號必須能夠提供大量的脈沖,尤其是在轉(zhuǎn)速很低的時候,采用傳統(tǒng)的增量式編碼器產(chǎn)生大量的脈沖,從許多方面來看都有問題,當(dāng)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)(6000rpm)時,傳輸和處理數(shù)字信號是困難的。在這種情況下,處理給伺服電機(jī)的信號所需帶寬(例如編碼器每轉(zhuǎn)脈沖為10000)將很容易地超過MHz門限;而另一方面采用模擬信號大大減少了上述麻煩,并有能力模擬編碼器的大量脈沖。這要感謝正弦和余弦信號的內(nèi)插法,它為旋轉(zhuǎn)角度提供了計(jì)算方法。這種方法可以獲得基本正弦的高倍增加,例如可從每轉(zhuǎn)1024個正弦波編碼器中,獲得每轉(zhuǎn)超過1000,000個脈沖。接受此信號所需的帶寬只要稍許大于100KHz即已足夠。內(nèi)插倍頻需由二次系統(tǒng)完成。
亨氏樂編碼器HENGSTLER58/0360E的工作原理
二、輸出信號
1、信號序列
一般編碼器輸出信號除A、B兩相(A、B兩通道的信號序列相位差為90度)外,每轉(zhuǎn)一圈還輸出一個零位脈沖Z。。
當(dāng)主軸以順時針方向旋轉(zhuǎn)時,按下圖輸出脈沖,A通道信號位于B通道之前;當(dāng)主軸逆時針旋轉(zhuǎn)時,A通道信號則位于B通道之后。從而由此判斷主軸是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)。
正弦輸出編碼器輸出的差分信號如下圖所示:
2、零位信號
編碼器每旋轉(zhuǎn)一周發(fā)一個脈沖,稱之為零位脈沖或標(biāo)識脈沖,零位脈沖用于決定零位置或標(biāo)識位置。要準(zhǔn)確測量零位脈沖,不論旋轉(zhuǎn)方向,零位脈沖均被作為兩個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。
3、預(yù)警信號
有的編碼器還有報(bào)警信號輸出,可以對電源故障,發(fā)光二極管故障進(jìn)行報(bào)警,以便用戶及時更換編碼器。
三、輸出電路
1、NPN電壓輸出和NPN集電極開路輸出線路
此線路僅有一個NPN型晶體管和一個上拉電阻組成,因此當(dāng)晶體管處于靜態(tài)時,輸出電壓是電源電壓,它在電路上類似于TTL邏輯,因而可以與之兼容。在有輸出時,晶體管飽和,輸出轉(zhuǎn)為0VDC的低電平,反之由零跳向正電壓。
隨著電纜長度、傳遞的脈沖頻率、及負(fù)載的增加,這種線路形式所受的影響隨之增加。因此要達(dá)到理想的使用效果,應(yīng)該對這些影響加以考慮。集電極開路的線路取消了上拉電阻。這種方式晶體管的集電極與編碼器電源的反饋線是互不相干的,因而可以獲得與編碼器電壓不同的電流輸出信號。
2、PNP和PNP集電極開路線路
該線路與NPN線路是相同,主要的差別是晶體管,它是PNP型,其發(fā)射*制接到正電壓,如果有電阻的話,電阻是下拉型的,連接到輸出與零伏之間。
3、推挽式線路
這種線路用于提高線路的性能,使之高于前述各種線路。事實(shí)上,NPN電壓輸出線路的主要局限性是因?yàn)樗鼈兪褂昧穗娮瑁诰w管關(guān)閉時表現(xiàn)出比晶體管高得多的阻抗,為克服些這缺點(diǎn),在推挽式線路中額外接入了另一個晶體管,這樣無論是正方向還是零方向變換,輸出都是低阻抗。推挽式線路提高了頻率與特性,有利于更長的線路數(shù)據(jù)傳輸,即使是高速率時也是如此。信號飽和的電平仍然保持較低,但與上述的邏輯相比,有時較高。任何情況下推挽式線路也都可應(yīng)用于NPN或PNP線路的接收器。
4、長線驅(qū)動器線路
當(dāng)運(yùn)行環(huán)境需要隨電氣干擾或編碼器與接收系統(tǒng)之間存在很長的距離時,可采用長線驅(qū)動器線路。數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收在兩個互補(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)。
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