在目前的自動化生產中,編碼器是一種用來監測或反饋旋轉運動角度,位置,速度或加速度的傳感器。將機械旋轉參數轉換為對應的電氣信號,傳送到計數器,轉速表,PLC或變頻器等設備進行處理,最終完成所需要測量的參數反饋控制。
編碼器簡單的原理是,編碼器內部旋轉軸上有一個玻璃,塑料或金屬的圓盤,被平均分格成透明或不透明的區域。光源固定在圓盤一側,光敏元件固定在圓盤的另一側。光通過透明的區域,光敏元件接收到光,產生脈沖。當光被黑色的區域隔斷時,不產生脈沖。
實際上光電掃描這部分的內部結構比較復雜。通常有LED光源,聚光鏡,碼盤,光敏元件等組成的專用集成電路。LED紅外光源一般具有較大的發散角,光強度不夠均勻,聚光鏡將散射光調整為平行光,經由碼盤光柵細分為精細均勻的多光束。單束光光強較弱,所以采用多光束同時工作,這樣能有效增大光強,提高光敏元件的感應效果。
最近由于技術的升級出現一種磁式編碼器。通過檢測旋轉磁輪或使用霍爾效應芯片,感應主軸上永磁體的旋轉,獲得交變磁通信號,來替代光電掃描部分元件。由于沒有碼盤,不受各種沖擊,振動,灰塵,濕氣等的影響。結構簡單,體積小,產品性價比更高,是未來編碼器結構發展的趨勢。
編碼器按照功能原理來分,可以分為增量型和絕對值型兩種。
首先介紹增量型編碼器
增量型編碼器是指軸每旋轉一定角度,編碼器按比例提供一定數量的方波脈沖或正余弦脈沖。單圈(360°)脈沖數輸出最高可達50000~100000 個。主要用于反饋機械軸的旋轉速度。通過測量單位脈沖的周期時間或單位時間內的脈沖數換算即可。也可簡單應用于相對定位控制,測量轉動的角度和行程。
為了檢測旋轉方向需要有A,B兩個通道。旋轉的方向可以通過A,B兩相電氣上90°相位差來辨別,順時針方向旋轉,通道A超前于通道B,逆時針旋轉則相反。
加入反相通道是為了提高信號的傳輸抗干擾能力。干擾脈沖信號可以被正向信號和反向信號的差分電壓去掉。這種傳送標準一般符合RS422接口。并且推挽式輸出也可以選反相輸出。
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