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多圈编码器与单圈编码器的区别? 点击:21553 | 回复:27



superjhl

    
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发表于:2008-09-14 07:42:45
楼主
工控朋友:大家好,请问伺服系统的反馈编码器有的是多圈编码器,有的是单圈编码器,请问在使用上的区别是什么?谢谢



xuanmic

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发表于:2014-11-22 09:28:55
21楼

谢谢分享!现在很多国产的伺服电机都能配绝对值编码器了,不过大多是单圈的。

上海精芬机电BEN编码器

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发表于:2015-09-11 16:44:16
22楼

BEN编码器常用规格:BESM58,BE1322SM58-N011,BESM58-011、BE122SM58、BE1822SM58、BE420SM58,BE1622SM58-N011等。
SS编码器I,4-20MA编码器,0-10V编码器,profibus编码器,编码器,并行编码器,DEVicenet编码器

1)机械安装尺寸,包括定位止口,轴径,安装孔位;电缆出线方式;安装空间体积;工作环境防护等级是否满足要求。
  (2)分辨率,即BEN编码器工作时每圈输出的脉冲数,是否满足设计使用精度要求。
  (3)电气接口,BEN编码器输出方式常见有推拉输出(F型HTL格式),电压输出(E),集电极开路(C,常见C为NPN型管输出,C2为PNP型管输出),长线驱动器输出。其输出方式应和其控制系统的接口电路相匹配。
2绝对型旋转编码器选型注意事项1)机械部分:
  ①测长度还是测角度,测长度如何通过机械方式转换(在上面有一些介绍,如不清楚可来电讨论)。测角度是360度内(单圈),还是可能过360度(多圈)。生产过程BEN编码器是一个方向旋转循环工作,还是来回方向循环工作。②轴连接安装形式,有轴型通过软性联轴器连接,还是轴套型连接。③BEN编码器使用环境:粉尘,水气,震动,撞击?(2)电气部分
  ①连接的输出接收部分
  ②BEN编码器信号形式
  ③分辨率要求
  ④控制要求
增量编码器和绝对编码器,两者一般都应用于速度控制或位置控制系统的检测元件.
BEN旋转编码器是用来测量转速的装置。它分为单路输出和双路输出两种。技术参数主要有每转脉冲数(几十个到几千个都有),和供电电压等。单路输出是指旋转BEN编码器的输出是一组脉冲,而双路输出的旋转编码器输出两组相位差90度的脉冲,通过这两组脉冲不仅可以测量转速,还可以判断旋转的方向。
工作原理:由一个中心有轴的光电码盘,BEN编码器其上有环形通、暗的刻线,有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差(相对于一个周波为360度),将C、D信号反向,叠加在A、B两相上,可增强稳定信号;另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。
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,通过零位脉冲,可获得编码器的零位参考位。
BEN编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料,玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线,其热稳定性好,精度高,金属码盘直接以通和不通刻线,不易碎,但由于金属有一定的厚度,精度就有限制,其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级,塑料码盘是经济型的,其成本低,但精度、热稳定性、寿命均要差一些。
分辨率—BEN编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率,也称解析分度、或直接称多少线,一般在每转分度5~10000线。
信号输出:信号输出有正弦波(电流或电压),方波(TTL、HTL),集电极开路(PNP、NPN),推拉式多种形式,其中TTL为长线差分驱动(对称A,A-;B,B-;Z,Z-),HTL也称推拉式、推挽式输出,编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。
信号连接—BEN编码器的脉冲信号一般连接计数器、PLC、计算机,PLC和计算机连接的模块有低速模块与高速模块之分,开关频率有低有高。
如单相联接,用于单方向计数,单方向测速。
A.B两相联接,用于正反向计数、判断正反向和测速。
A、B、Z三相联接,用于带参考位修正的位置测量。
A、A-,B、B-,Z、Z-连接,由于带有对称负信号的连接,电流对于电缆贡献的电磁场为0,衰减最小,抗干扰最佳,可传输较远的距离。
对于TTL的带有对称负信号输出的BEN编码器,信号传输距离可达150米。
对于HTL的带有对称负信号输出的BEN编码器,信号传输距离可达300米。

编码器说明书,主要有绝对值编码器,SSI编码器,格雷码编码器,4-20MA编码器、0-10V编码器,测速编码器,profibus-dp编码器、DEVicene编码器t、并行编码器、二进制码编码器、BiSS编码器、CANopen编码器、Endat及Hiperface编码器,进口多圈编码器,规格有BESM58,BE1322SM58-N011,BESM58-011、BE122SM58、BE1822SM58、BE420SM58,BE1622SM58-N011等

一、空心轴编码器
1、要避免与编码器刚性连接,应采用板弹簧。
2、安装时BEN编码器应轻轻推入被套轴,严禁用锤敲击,以免损坏轴系和码盘。
3、长期使用时,请检查板弹簧相对编码器是否松动;固定倍恩编码器的螺钉是否松动。
二、实心轴编码器
1.编码器轴与用户端输出轴之间采用弹性软连接,以避免因用户轴的串动、跳动而造成BEN编码器轴系和码盘的损坏。
2.安装时请注意允许的轴负载。
3.应保证BEN编码器轴与用户输出轴的不同轴度<0.20mm,与轴线的偏角<1.5°。
4.安装时严禁敲击和摔打碰撞,以免损坏轴系和码盘。
 电器方面
1.接地线应尽量粗,一般应大于φ3。
2.编码器的信号线不要接到直流电源上或交流电流上,以免损坏输出电路。
3.编码器的输出线彼此不要搭接,以免损坏BEN编码器输出电路。
4.与BEN编码器相连的电机等设备,应接地良好,不要有静电。
5.开机前,应仔细检查,产品说明书与BEN编码器型号是否相符,接线是否正确。
6.配线时应采用屏蔽电缆。
7.长距离传输时,应考虑信号衰减因素,选用输出阻抗低,抗干扰能力强的输出方式。
8.避免在强电磁波环境中使用。
环境方面
1.编码器是精密仪器,使用时要注意周围有无振源及干扰源。
2.请注意环境温度、湿度是否在仪器使用要求范围之内。
3.不是防漏结构的BEN编码器不要溅上水、油等,必要时要加上防护罩

绝对是相对于增量而言的,顾名思义,所谓绝对就是编码器的输出信号在一周或多周运转的过程中,其每一位置和角度所对应的输出编码值都

是唯一对应的,如此,便具备掉电记忆之功能也。
绝对式编码器是依据计算机原理中的位码来设计的,比如:8位码(0000 0011),16位码,32位码等。把这些位码信息反映在编码器的码

盘上,就是多道光通道刻线,每道刻线依次以2线、4线、8线、16线。。。。。。编排。如此编排的结果,比如对一个单圈绝对式而言,便是

把一周360°分为2的4次方,2的8次方,2的16次方,,,,位数越高,则精度越高,量程亦越大。这样,在BEN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次方的唯一的2进制编码(格雷码),这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由光电码盘

的机械位置决定的,它不受停电、干扰的影响。
  绝对编码器由机械位置决定的每个位置是唯一的,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。这样,编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。
单圈绝对值编码器到多圈绝对值编码器 
  旋转单圈绝对值编码器,以转动中测量光电码盘各道刻线,以获取唯一的编码,当转动超过360度时,编码又回到原点,这样就不符合绝

对编码唯一的原则,这样的编码只能用于旋转范围360度以内的测量,称之为单圈绝对值编码器。
  如果要测量旋转超过360度范围,就要用到多圈绝对值BEN编码器。
  编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理,当中心码盘旋转时,通过齿轮传动另一组码盘(或多组齿轮,多组码盘),在单圈编码的基础

上再增加圈数的编码,以扩大编码器的测量范围,这样的绝对BEN编码器就称为多圈式绝对编码器,它同样是由机械位置确定编码,每个位置编码

唯一不重复,而无需记忆。
  多圈编码器另一个优点是由于测量范围大,实际使用往往富裕较多,这样在安装时不必要费劲找零点,将某一中间位置作为起始点就可以

了,而大大简化了安装调试难度。
绝对值编码器的信号输出(Signal Output)
绝对值编码器信号输出有并行输出、串行输出、总线型输出、变送一体型输出
1.并行输出(Parallel):
  绝对值BEN编码器输出的是多位数码(格雷码或纯二进制码),并行输出就是所有信号各占一信号线同时输出,以代表数码的1或0,对于位数

不高的绝对编码器,一般就直接以此形式输出数码,可直接进入PLC或上位机的I/O接口,输出即时,连接简单。但是并行输出有如下问题:
  1。最好为格雷码,因为如是纯二进制码,在数据刷新时可能有多位同时变化,读数会在短时间里造成错码。而格雷码每次只有一位发生

变化,减少错码的可能。
  2。所有接口必须确保连接好,因为如有个别连接不良点,该点电位始终是0,造成错码而无法判断。
  3。传输距离不能远,一般在一两米左右,对于复杂环境的现场,最好有隔离。
  4。对于位数较多,要许多芯电缆,并要确保连接优良,由此带来工程难度,同样,对于BEN编码器,要同时有许多节点输出,增加编码器的

故障损坏率。
  串行SSI输出(Serial Synchronous Interface):
  串行输出就是通过一定的协议,在时间上有先后的数据输出,这种约定称为通讯规约,其连接的物理形式有RS232、RS422(TTL)、RS485等

。由于绝对值BEN编码器好的厂家都是在德国,所以串行输出大部分是与德国的西门子配套的,如SSI同步串行输出。串行输出连接线少,传输距

离远,对于编码器的保护和可靠性就大大提高了。一般高位数的绝对编码器都是用串行输出的。
1.现场总线型输出(BUS)
现场总线型编码器是多个编码器各以一对信号线连接在一起,通过设定地址,用通讯方式传输信号,信号的接收设备只需一个接口,就可以读

多个编码器信号。总线型编码器信号遵循RS485的物理格式,其信号的编排方式称为通讯规约,目前全世界有多个通讯规约,各有优点,还未

统一,编码器常用的通讯规约有如下几种:
PROFIBUS-DP; CAN; DeviceNet; Interbus等
总线型编码器可以节省连接线缆、接收设备接口,传输距离远,在多个BEN编码器集中控制的情况下还可以大大节省成本。
4.变送一体型输出
变送也就是其信号已经在编码器内换算后直接变送输出,其有模拟量4—20mA输出、RS485数字输出、14位并行输出等。
绝对式编码器选型常用参数
1.单圈绝对型(Singleturn)-需知道客户所需求的位数,又叫解析度(Resolution),比如10 bits ,又称1024 positions,12bits =4096

positions 等。
2.多圈绝对型(Multiturn)-此时除了问他单圈的解析度外,还有就是他所需求的圈数(revolution),所以一个多圈型编码器的位数是单圈

位数和多圈圈数的总合。比如:一个编码器的单圈解析度为4096/12bits ,圈数为13bits,那么这个BEN编码器的总输出位数就是12+13=25bits .
3.信号输出及接口形式(Signal and Output)-首先有数码输出和模拟输出,但一般是以数码为主。编码输出有:并行输出,串行输出,总线

接口等。
4.编码器电源电压(Power)-问清楚他所选用BEN编码器的工作电源电压。
5.输出码制(Code)-绝对式编码器输出之编码同计算机中所用到的码制是一样的,也有自然二进制,BCD,格雷码,余格雷码等。其中常用的

也就是自然二进制(natural binary code),格雷码(gray code),因为格雷码有优于自然二进制的特点,故一般采用格雷码为多。
6.编码器温度范围(Temparature Range)-此相应客户的具体要求而帮对方选择之。此又分使用温度和存放温度。
7.编码器转速范围(Speed)-此相亦需满足客户的具体要求,一般良好之编码器的机械转速可达到5000~6000rpm.
8.IP防护等级(Protection)-此防护等级又分为外盖防护等级和轴径处的防护等级。其以IP67为最高级别。
最后,基本上,如能提供了以上这么多数据后,已经可以很好的帮客户选择合适的BEN编码器了。其他所牵涉到的具体问题,则再视具体情况而

做出解决。

netluck

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发表于:2015-09-14 15:26:03
23楼

讲得很全面,学习了,谢谢

Stevenluoqing

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发表于:2016-07-24 11:44:15
24楼

你这个帖子找不到了啊。。。

回复内容:

对: @Q 关于绝对值编码器,我这个帖子集中了比较多的介绍和讨论,... 内容的回复!


gk2017

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发表于:2019-08-15 16:42:27
25楼

受益匪浅,谢谢

布瑞特

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发表于:2020-02-17 16:22:50
26楼

单圈和多圈 旋转编码器的区别(图文)

image.png

wang1986heng

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27楼

感谢分享   好好学习下


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