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磁電式旋轉編碼器和光電式旋轉編碼器比較

更新時間: 2010-09-07   點擊次數: 4500次

磁電式旋轉編碼器和光電式旋轉編碼器比較

 
1、磁電式編碼器和傳統的光電編碼器有什么不一樣的地方:

光電編碼器是由一個中心有軸的光電碼盤,其上有環形通、暗的刻線,有光電發射和接收器件讀取并獲得信號的一類傳感器,主要用來測量位移或角度。

傳統的光電編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料,玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線,其熱穩定性及精度可以達到普通標準、一般要求,但容易碎。金屬碼盤直接以通和不通刻線,不易碎,但由于金屬有一定的厚度,精度就有限制,其熱穩定性就要比玻璃碼盤差一個數量級。塑料碼盤是經濟型的,其成本低,精度和耐高溫達不到高要求。

而磁電式編碼器采用磁電式設計,通過磁感應器件、利用磁場的變化來產生和提供轉子的位置,利用磁器件代替了傳統的碼盤,彌補了光電編碼器的這一些缺陷,更具抗震、耐腐蝕、耐污染、性能可靠高、結構更簡單。

光電編碼器是通過在碼盤上刻線來計算精度,所以精度越高,碼盤就會越大,編碼器體積越大,并且精度也不是連續的。磁電式編碼器則沒有這樣的限制,可以做到體積很小,精度高,特別是值編碼器要求精度高,更適合用磁電編碼器。

2、 磁電式增量編碼器和磁電式值編碼器:

型編碼器能夠記憶設備的位置,角度和圈數。即一旦位置、角度和圈數固定,什么時候編碼器的示值都*固定,包括停電后上電。增量型編碼器做不到這一點,一般增量型編碼器輸出兩個A、B脈沖信號,和一個Z(L)零位信號,A、B脈沖互差90度相位角,通過脈沖計數可以知道位置,角度和圈數不斷增加,通過A,B脈沖信號超前或滯后可以知道正反轉,停電后,必須從約定的基準重新開始計數。增量型編碼器測量位置,角度和圈數時,需要做后處理,重新投電要做“復零”操作,所以,雖然增量型編碼器比型編碼器在價格上便宜一些,但隨著我國自動化程度的提高,值編碼器必然會逐步取代增量編碼器,還有因為磁電編碼器技術特點的原因,成本以逐步接近增量編碼器。

3、MODBUS、CANopen、PROFIBUS的應用領域以及他們的區別:

MODBUS、CANopen、PROFIBUS都是總線型的,總線型編碼器是多個編碼器各以一對信號線連接在一起,通過設定地址,用通訊方式傳輸信號,信號的接收設備只需一個接口,就可以讀多個編碼器信號。總線型編碼器可以節省連接線纜、接收設備接口,傳輸距離遠,在多個編碼器集中控制的情況下可以大大節省成本。

以上三種類型編碼器分別遵循MODBUS、CANopen、PROFIBUS的協議。他們的區別就是他們的區別是接口輸出設備所遵循的協議不一樣。

國內已經成功研制出MODBUS、CANopen、PROFIBUS等總線型編碼器,并通過實際證明*可以替代歐美進口產品,并且在價格和貨期上具有明顯優勢。

4、值單圈和多圈磁電式旋轉編碼器:

單圈式編碼器,當轉動超過360度時,編碼又回到原點,這樣就不符合編碼*的原則,這樣的編碼器只能用于旋轉范圍360度以內的測量,稱為單圈式編碼器。
  如果要測量旋轉超過360度范圍,就要用到多圈式編碼器。
  國內運用鐘表齒輪機械的原理,當中心齒輪旋轉時,帶動另一組齒輪(或多組齒輪),在單圈編碼的基礎上再增加圈數的編碼,以擴大編碼器的測量范圍,這樣的編碼器就稱為多圈式編碼器,它同樣是由機械位置確定編碼,每個位置編碼*不重復。
  多圈編碼器另一個優點是由于測量范圍大,實際使用往往富裕較多,這樣在安裝時不必要費勁找零點,將某一中間位置作為起始點就可以了,而大大簡化了安裝調試難度。
  多圈式編碼器在長度定位方面的優勢明顯,已經越來越多地應用于工控定位中。

5、在編碼器選型時應注意的一些問題:

機械方面:設備安裝方式(出軸型、半空心型、通孔型等),外徑,軸徑,扭矩,出線方式,防護等級(工作環境如何),要求的機械轉速等;

電氣方面:增量型或者值型,分辨率,電壓,輸出形式,響應頻率等。

 

6、如果只是干擾源的問題使編碼器無法應用,這個問題該如何判斷:

編碼器屬精密元件,這主要因為編碼器周圍干擾比較嚴重,比如:是否有大型電動機、電焊機頻繁起動造成干擾,是否和動力線同一管道傳輸等。  
  選擇什么樣的輸出對抗干擾也很重要,一般輸出帶反向信號的抗干擾要好一些,即A+~A-,B+~B-,Z+~Z-,其特征是加上電源8根線,而不是5根線(共零)。帶反向信號的在電纜中的傳輸是對稱的,受干擾小,在接受設備中也可以再增加判斷(例如接受設備的信號利用A、B信號90°相位差,讀到電平10、11、01、00四種狀態時,計為一有效脈沖,此方案可有效提高系統抗干擾性能(計數準確))。
  就是編碼器也有好壞,其磁鋼\\電子芯片\\內部電路\\信號輸出的差別很大,

如果出現編碼器信號不好的情況,請先按照以下步驟

①排除(搬離、關閉、隔離)干擾源,②判斷是否為機械間隙累計誤差,③判斷是否為控制系統和編碼器的電路接口不匹配(編碼器選型錯誤);①②③方法償試后故障現象排除,則可初步判斷,若未排除須進一步分析。
判斷是否為編碼器自身故障的簡單方法是排除法。現在我公司編碼器已大規模生產,技術生產已成熟運用,產品故障率控制在千分之幾。排除法的具體方法是:用一臺相同型號的編碼器替換上去,如果故障現象相同,可基本排除是編碼器故障問題,因為兩臺編碼器同時有故障的小概率事件發生可能很小,可以看作為0。假如換一臺相同型號編碼器上去,故障現象立刻排除,則可基本判定是編碼器故障。
 




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