为什么光电编码器比磁编码器应用更广泛
浏览次数:160      发布于:2023-05-16

编码器简介

速度、角度等物理量转化为数字信号的装置。广泛应用于机床、自动化生产线、步进电机、伺服电机等领域。在工业生产中,编码器作为传感器用于实时采集旋转运动或线性运动的速度和位置信息,并通过数字信号输出给控制系统,实现精准控制。编码器的种类和规格非常多,其中最常见的类型为光电编码器和磁编码器。

编码器工作原理

编码器主要由信号发生器、信号处理器和脉冲计数器三部分组成。

信号发生器根据机械运动的转速和转向,产生不同的信号。其中,光电编码器通过光电传感器检测码盘上的透明和不透明条纹来生成脉冲信号,磁编码器则通过磁场感应原理检测磁栅上的磁极来生成脉冲信号。

信号处理器将由信号发生器产生的脉冲信号进行滤波和扩频处理,然后将其输出给脉冲计数器。

脉冲计数器将接收到的脉冲信号解码计数,计算出机械运动的长度、角度和速度等信息,并将其转化为数字信号输出给控制系统来实现实时监测和控制。

编码器的分类

编码器按信号类型可分为模拟输出编码器和数字输出编码器。模拟输出编码器通过模拟电压或电流信号输出位置、速度或角度信息,数字输出编码器则通过数字接口输出相应的信息。数字输出编码器有很多种类型,如SSI编码器、CAN编码器、RS422编码器等。

编码器按测量方式可分为绝对编码器和增量编码器。绝对编码器可实现无需复位的绝对位置测量,增量编码器则通过计数器累计两个脉冲之间的差距来实现相对运动量的测量。

编码器按感应原理可分为光电编码器和磁编码器。光电编码器通过检测码盘上的透明和不透明条纹来产生信号,而磁编码器则通过检测磁极的变化来产生信号。

编码器选择要点

根据机器设备的实际测量范围来选取合适的编码器。

根据要求的测量精度来选择编码器分辨率,一般分辨率越高,测量精度越高。

根据控制系统的要求选择数字信号输出接口(如SSI、CAN、RS422等)或模拟信号输出方式(如4-20mA、0-10V等)。

温度等条件变化频繁、噪声干扰严重的环境下,应选择具有良好抗干扰性能的编码器。

根据机器设备的实际结构和安装空间要求选择合适的编码器型号。

编码器维护保养

编码器工作时必须保证其表面清洁。应定期拆卸并清洗电路板上的灰尘、油污等。

编码器是机械设备中比较脆弱的部件之一,应避免撞击和碰撞,特别是安装在行进路线较为狭窄的设备上。

编码器也是一种易损耗件,其工作寿命受环境、质量等多种因素影响。在使用中应根据实际情况安排更换或维护计划。

对于故障的编码器应由具有一定维修经验和技能的工程师维修。

定时检测各引出线的接触良好,检测电路中各电容电感等元件是否正常。

编码器的应用案例

编码器广泛应用于自动化生产中的数控机床和机器人等自动化设备中,以实现自动控制和精度控制。

编码器应用于医学行业机器人,实现精准控制医疗设备的运动。

编码器的精准测量能力被广泛应用于航空航天等领域的各项研究与应用。

编码器应用于智能家居的开/关门传感器,感知室内空气质量,优化室内环境等领域。

编码器维修案例

在机器设备运转过程中,编码器装置可能会接触到其他部件,容易导致电子接触不良,应清除污物和杂质,恢复正常接触。

光电编码器里的光电网格容易蓄积污物和杂质,装配不良等因素都容易导致部件破坏,需要更换。

编码器无法读取:编码器在工作过程中,发现信号不稳定或无法读取,多是金属引脚损坏或元件损坏,须重新组装或更换。

编码器输入信号失调:编码器输入电路中电源电压严重低或严重高,或者输入信号失调,应对编码器输入信号对应的电路部件进行检查。

编码器加工和组装问题:选用的编码器材料质量不好,运动精度不够稳定等问题,需要重新选购和组装。

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