我们目前生产和使用的传动装置大多采用的是半闭环控制方式,大多数的系统生产厂家均将位置编码器内置于驱动电机端部,间接测量执行部件的实际位置或位移。
编码器是一种光学式位置检测元件,编码盘直接装在电机的旋转轴上,以测出轴的旋转角度位置和速度变化,其输出信号为电脉冲。
编码器以读出方式来分,有接触式和非接触式两种。接触式采用电刷输出,角度编码器,电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是“1”还是“0”;非接触式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件,旋转角度编码器,采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是“1”还是“0”。
编码器以检测原理来分,有光学式、磁式、感应式和电容式。
编码器以测量方式来分,有直线型编码器(光栅尺、磁栅尺)、旋转型编码器。
编码器以信号原理(刻度方法及信号输出形式)来分,有增量型编码器、型编码器和混合式三种。
式编码器和增量式编码器的区别
编码器光码盘上有许多道光通道刻线,光电编码器角度测量,每道刻线依次以2线、4线、8线、16线编排,这样,在编码器的每一个位置,通过读取每道刻线的通、暗,获得一组从2的零次方到2的n-1次方的2进制编码(格雷码),角度编码器工厂,这就称为n位编码器。这样的编码器是由光电码盘进行记忆的。
编码器比增量编码器更昂贵、更、更大。编码器由机械位置确定编码,它无需记忆,无需找参考点,而且不用一直计数,什么时候需要知道位置,什么时候就去读取它的位置。型编码器有量程范围,适合用在一些特殊机床上。
增量编码器有一个缺点:即当发生电源故障时丢失轴位置。然而,对于编码器来说,即使发生电源故障也不丢失轴位置。可以输出各种代码,诸如二进制代码和 BCD 代码。
解决的方法是增加参考点,编码器每经过参考点,将参考位置修正进计数设备的记忆位置。在参考点以前,是不能保证位置的准确性的。为此,在工控中就有每次操作先找参考点,开机找零等方法。
这样的方法对有些工控项目比较麻烦,甚至不允许开机找零(开机后就要知道准确位置),于是就有了编码器的出现。
编码器分辨率、精度和重复精度的区别
分辨率是编码器能够检测的单位运动,对于直线和旋转编码器有所不同。哪些算高分辨率、中分辨率和低分辨率呢?选择分辨率时要选择高于应用中的分辨率,因为后面会讲到精度和重复精度。
对于直线编码器
高分辨率:低于100 nm
中分辨率:200 nm -10 μm
低分辨率:高于50 μm
对于旋转编码器:
高分辨率:高于18位
中分辨率:13位 -17位
低分辨率:低于12位
精度是输出值与真实值之间的差距。即实际位置与编码器检测位置之间的差异。
即,高分辨率并不自动代表具有高精度,可以简单理解为没关系。
重复精度是在同一个实际位置取得的不同测量值之间的误差。重复精度会随着使用的老化和环境发生变化,很多手册里都不指出重复精度,一般可以包含在精度规格里。
重复精度良好并不一定表示精度良好,例如控制机械手的重复性运动,它对于重复精度就有很高要求。
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