编码器类型精品课件

1、编码器类型第1页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三主要内容什么是编码器编码器的种类 编码器的主要组成部分增量编码器的原理绝对值编码器的原理编码器的机械安装编码器的应用.我们能够提供的总线接口介绍第2页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三 什么是编码器?编码器是一个机械与电子紧密结合的精密测量器件。它通过光电原理或电磁原理将一个机械的几何位移量转换为电子信号（电子脉冲信号或者数据串）。这种电子信号通常需要连接到控制系统(e.g. PLC、高速计数模块、变频器等),控制系统经过计算便可以得到测量的数据，以便进行下一步工作。编码器一般应用于机械角度、速度、位

2、置的测量。介绍第3页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三编码器种类编码器的分类第4页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三光电编码器光电编码器的基本部件电气输出短路保护反极性保护放大电路抗干扰电路等数据输出 增量/绝对值机械系统旋转轴安装法兰+附件轴承系统支架外壳数据扫描系统LED光源&光敏电阻/永磁&霍尔元件增量码盘/绝对值码盘数据处理系统第5页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三局限性磁和光电编码器的区别光电编码器磁编码器高分辨率精度更高通孔轴套坚固抗振动灰尘脏潮湿成本底第6页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三

3、光电编码器光电编码器读出原理发光二极管光电二极管输出型号栅格,虑光镜码盘第7页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三磁编码器磁编码器读出原理永久磁铁用来激发霍尔传感器磁铁安装在轴的中心 磁场切割线圈产生电压 霍尔传感器检测方向和运动永磁铁霍尔传感器Cross Hall sensor第8页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三Absolute Encoders绝对值和增量编码器的区别 增量编码器绝对值编码器传送在一转中每一步的唯一的位置信息位置信息一直可用,即使在掉电或电源出现故障时一般应用于角度测量及往复运动一般用来测试速度与方向也可以用角度测量，但在掉电或

4、电源出现故障时位置信息丢失第9页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三Incremental Encoders增量编码器显示速度与旋转方向显示角度位置(脉冲累计)角度测量时，如果电源出现故障,所有的位置信息丢失分辨率通过每转多少脉冲表示第10页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三Incremental Encoders增量编码器脉冲盘设计图增量信号可以达到10000 脉冲/圈 A/ B/ 0通道 反相同道0脉冲参考信号编码器码盘的设计:一般采用以下3种材质 玻璃码盘适宜于高精度,镍和塑料码盘适宜于中等精度第11页，共58页，2022年，5月20日，12点1

5、9分，星期三Incremental Encoders通道A增量编码器输出信号：单通道信号编码器码盘只有一圈光栅，编码器有一对光电扫描系统，输出一通道脉冲信号，后续设备根据单位时间检测到的脉冲数及编码器的分辨率计算出的角速度及线速度信号输出如图： 可以测试速度 不能测试旋转方向第12页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三增量编码器输出信号：双通道信号编码器码盘有2圈光栅，并且以90度相位差排列，编码器有2对光电扫描通道，输出2通道脉冲信号，由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转信号输出如图： 可以测试速度 可以测试旋转方向通道A通道

6、 BIncremental Encoders第13页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三通道Z增量编码器输出信号：3通道信号在双通道编码器的基础上增加了一个零位信号，用于基准点定位一般测长度使用该信号，测速一般不使用该信号。 信号输出如图： 可以测试速度 可以测试旋转方向 可以定位通道A通道 BIncremental Encoders第14页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三Incremental Encoders增量编码器输出信号：6通道信号在3通道编码器的基础上将每一通道信号增加一个反向输出，即为6通道编码器，反向信号的存在主要是为了消除干扰及补偿

7、损耗，以便可以长距离的传输。信号输出如图：第15页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三Output AOutput AIncremental Encoders黑色为输出信号，红色为电磁干扰，A-A=2A第16页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三Incremental Encoders输出信号电路 (1/2)适应于:电磁兼容性环境长电缆线(最大到 1000 m)高的数据速率(300 kHz)05V/24V Complementary line-driver (TTL)(refer to encoder catalog)第17页，共58页，2022年，5月

8、20日，12点19分，星期三Incremental Encoders输出信号电路 (2/2)适应于: 直接连接到 PLC(24 V 供电)最大电缆长度 (最大至 200 m)高的数据速率 (10 年出错时有信号输出第31页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三Absolute Encoders电池寿命encoder in operation:BEST CASELithium cell lifetime with external supply24h/d, 365d/y, 35CNORMAL CASEoperation with and without external sup

9、ply (rate 1:1), 35CWORST CASEencoder without external supply24h/d, 365 d/y, 35C100908070605040302010time yearcapacity % 2 4 6 810121416 18 20 22 249008007006005004003002001001000capacity mAhfunctional line19第32页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三Absolute Encoders机械式和Baumer多圈编码器比较堡盟的磁性多圈编码器机械式多圈编码器速度可以达到 10

10、000转速( rpm)抗冲击可以达到 200 g靠锂电池的缓冲把数据储存在EEPROM里非常适合于动态驱动器速度只能达到 6000 rpm抗冲击仅为 100 g以机械传动的方式储存数据不适合动态驱动器第33页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三机械机械接口盲孔轴套编码器轴径 1.5 .50,8 mm外壳直径 24.80 mm安装附件丰富轴型编码器轴径 4.12 mm外壳直径 24.89 mm夹紧或者伺服法兰安装附件丰富通孔轴套编码器轴径 1.5 .110 mm外壳尺寸 58.227 mm安装附件丰富第34页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三机械编码器安

11、装version 1:外壳固定，使用柔性联轴器coupling适配器板第35页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三机械编码器安装类型 2:外壳固定，使用柔性联轴器伺服法兰连轴器第36页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三编码器安装类型 3:外壳固定，使用柔性联轴器第37页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三机械编码器安装类型 3:外壳可移动, 轴固定，通过销钉力矩安装螺丝(盲孔)力矩销/力矩 弹片第38页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三机械编码器安装类型 4:外壳可移动, 轴固定，通过弹簧力矩安装第39页，共5

12、8页，2022年，5月20日，12点19分，星期三机械编码器寿命的影响轴负载转速温度振动联轴器可以减轻振动，矫正垂直度、同心度不好等问题垂直度矫正 同心度矫正 lifetime600050004000300020001000020406080100120axial force = 50 Nx1000000 rev.Radial force in N第40页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三机械柔性轴套编码器的好处安装尺寸小安装灵活机械零点设定更简便轴负载小防止热传导第41页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三第42页，共58页，2022年，5月20日，

13、12点19分，星期三第43页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三第44页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三第45页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三第46页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三第47页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三Absolute Encoders绝对值编码器范围光电单圈,多圈绝对值编码器各种外型尺寸42, 58, mm轴型编码器BPSV, BMA, BEMV, 通孔型编码器BFG, BOSD, BOMH, 盲孔型编码器BFF, BOSH, BMG, 磁性单圈,多圈绝对

14、值编码器各种外型尺寸30, 40, 42, 58, mm轴型编码器BMSV 30, BMSK, BMMH, 通孔型编码器-盲孔型编码器BMSH 40, BMMH, BMSH, 第48页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三Encoder Interfaces绝对值编码器电气接口并口方便:每一位对应一根线位数越高,价格越贵SSI (同步串行接口)点对点连接高的数据速率现场总线系统ProfibusCANopenDeviceNetEtherCAT第49页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三光电编码器客户对光电编码器的需求电气接口标准输出电路短路保护符合 电磁兼容

15、性 (CE)标准连接方式轴可承受高的轴负载机械标准较高的防护等级严密的机械冗余安装简单光电式读出高分辨率 参考信号 (增量式)判定旋转方向精确扫描读出系统第50页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三第51页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三Encoder Interfaces现场总线接口Profibus西门子可编程控制器S5,S7(欧洲市场的先锋)DeviceNet罗科韦尔可编程控制器 (美国市场的先锋)CANopen许多PLC的制造商,如:博世,贝加莱等.Pc板厂汽车制造厂EtherCAT贝加莱的可编程控制器第52页，共58页，2022年，5月20日

16、，12点19分，星期三电气输出电子接口供电/ 输出信号5 VDCTTL 兼容互补型, RS 42210 30 VDC推拉式, 短路保护4.5 30 VDC推拉式,互补型,短路保护现场总线CANopenProfibus-DPDeviceNet。第53页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三Encoder InterfacesSSI (Synchronous Serial Interface)第54页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三Encoder Interfaces现场总线的架构现场总线优于SSI的地方是:几种不同的编码器可以连接到相同的总线上.(而不是象SSI的那样点对点的连接)bus or line环形星形第55页，共58页，2022年，5月20日，12点19分，星期三Encoder InterfacesProfibus-DP主要特性连接西门子设备RS485电平双绞线电缆数据速率可以到 12 Mbit/s在 93.75 Kbit/s时电缆长度可以到 1200 米 没有中继器可以连接32个点每一个主站可以连接124个点在 12 Mbit/s and 32 participants的响应时间可以达到1