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编码器(encoder)是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号,前者称为码盘,后者称为码尺。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种;按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号,再把这个电信号转变成计数脉冲,用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码,因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关,而与测量的中间过程无关。

编码器可按以下方式来分类。

1、按码盘的刻孔方式不同分类

(1)增量型:就是每转过单位的角度就发出一个脉冲信号(也有发正余弦信号,然后对其进行细分,斩波出频率更高的脉冲),通常为A相、B相、Z相输出,A相、B相为相互延迟1/4周期的脉冲输出,根据延迟关系可以区别正反转,而且通过取A相、B相的上升和下降沿可以进行2或4倍频;Z相为单圈脉冲,即每圈发出一个脉冲。

(2)绝对值型:就是对应一圈,每个基准的角度发出一个唯一与该角度对应二进制的数值,通过外部记圈器件可以进行多个位置的记录和测量。

2、按信号的输出类型分为:电压输出、集电极开路输出、推拉互补输出和长线驱动输出。

3、以编码器机械安装形式分类

(1)有轴型:有轴型又可分为夹紧法兰型、同步法兰型和伺服安装型等。

(2)轴套型:轴套型又可分为半空型、全空型和大口径型等。

4、以编码器工作原理可分为:光电式、磁电式和触点电刷式。

编码器的故障原因:

1、编码器本身故障:是指编码器本身元器件出现故障,导致其不能产生和输出正确的波形。这种情况下需更换编码器或维修其内部器件。

2、编码器连接电缆故障:这种故障出现的几率 最高,维修中经常遇到,应是优先考虑的因素。通常为编码器电缆断路、短路或接触不良,这时需更换电缆或接头。还应特别注意是否是由于电缆固定不紧,造成松动引起开焊或断路,这时需卡紧电缆。

3、编码器+5V电源下降:是指+5V电源过低, 通常不能低于4.75V,造成过低的原因是供电电源故障或电源传送电缆阻值偏大而引起损耗,这时需检修电源或更换电缆。

4、绝对式编码器电池电压下降:这种故障通常有含义明确的报警,这时需更换电池,如果参考点位置记忆丢失,还须执行重回参考点操作。

5、编码器电缆屏蔽线未接或脱落:这会引入干扰信号,使波形不稳定,影响通信的准确性,必须保证屏蔽线可靠的焊接及接地。

6、编码器安装松动:这种故障会影响位置控制 精度,造成停止和移动中位置偏差量超差,甚至刚一开机即产生伺服系统过载报警,请特别注意。

7、光栅污染 这会使信号输出幅度下降,必须用脱脂棉沾无水酒精轻轻擦除油污。

应注意三方面的参数:

1、械安装尺寸:包括定位止口,轴径,安装孔位;电缆出线方式;安装空间体积;工作环境防护等级是否满足要求。

2、分辨率:即编码器工作时每圈输出的脉冲数,是否满足设计使用精度要求。

3、电气接口:编码器输出方式常见有推拉输出(F型HTL格式),电压输出(E),集电极开路(C,常见C为NPN型管输出,C2为PNP型管输出),长线驱动器输出。其输出方式应和其控制系统的接口电路相匹配。


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