以编码器工作原理可分为:光电式、磁电式和触点电刷式。
按码盘的刻孔方式不同分类编码器可分为增量式和式两类。
增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号,再把这个电信号转变成计数脉冲,用脉冲的个数表示位移的大小。式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码,因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关,而与测量的中间过程无关。
旋转增量式编码器以转动时输出脉冲,通过计数设备来知道其位置,当编码器不动或停电时,依靠计数设备的内部记忆来记住位置。这样,当停电后,编码器不能有任何的移动,当来电工作时,编码器输出脉冲过程中,也不能有干扰而丢失脉冲,不然,计数设备记忆的零点就会偏移,而且这种偏移的量是无从知道的,只有错误的生产结果出现后才能知道。
旋转编码器是用来测量转速并配合PWM技术可以实现快速调速的装置,光电式旋转编码器通过光电转换,可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出(REP)。
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A/B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。
按信号的输出类型分为:电压输出、集电极开路输出、推拉互补输出和长线驱动输出
有轴型:有轴型又可分为夹紧法兰型、同步法兰型和伺服安装型等。
轴套型:轴套型又可分为半空型、全空型和大口径型等。
工作原理
由一个中心有轴的光电码盘,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。
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—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
光电编码器根据其用途的不同分为旋转光电编码器和直线光电编码器,分别用于测量旋转角度和直线尺寸。光电编码器的关键部件是光电编码装置,在旋转光电编码器中是圆形的码盘(codewheel或codedisk),而在直线光电编码器中则是直尺形的码尺(codestrip)。码盘和码尺根据用途和成本的需要,可由金属、玻璃和聚合物等材料制作,其原理都是在运动过程中产生代表运动位置的数字化的光学信号。可用于说明透射式旋转光电编码器的原理。在与被测轴同心的码盘上刻制了按一定编码规则形成的遮光和透光部分的组合。在码环的一边是发光二极管或白炽灯光源,另一边则是接收光线的光电器件。码盘随着被测轴的转动使得透过码盘的光束产生间断,通过光电器件的接收和电子线路的处理,产生特定电信号的输出,再经过数字处理可计算出位置和速度信息。
在现代高分辨率码盘上,透光和遮光部分都是很细的窄缝和线条,因此也被称为圆光栅。相邻的窄缝之间的夹角称为栅距角,透光窄缝和遮光部分大约各占栅距角的1/2。码盘的分辨率以每转计数(CPR-countsperrevoluTIon)表示,亦即码盘旋转一周在光电检测部分可产生的脉冲数。例如某码盘的CPR为2048,则可以分辨的角度为10,311.8”。在码盘上,往往还另外安排一个(或一组)特殊的窄缝,用于产生定位(index)或零位(zero)信号。测量装置或运动控制系统可利用这个信号产生回零或复位操作。
关于安装
使用时请避免让水和油滴落在本体上。
旋转式编码器是由精密零件构成的,因此使用时应十 分小心,不能跌落,以免损伤功能。
用于逆向旋转时,请确认本体的安装方向和加减法方 向后,再进行安装。
使编码器的Z相与所设置的装置原点吻合起来时,请务 必在确认Z相输出的同时,安装编码器。
齿轮咬合时,请勿往轴上施加过大的负载。
用螺钉紧固旋转式编码器时,紧固转矩请控制在0.49N ~m内。
使用耦合器时,安装的取值范围请勿超过下列容许 值。
如果安装误差 (偏心、偏角)较大,就会有过大的负 载加在轴上,从而造成损坏或严重缩短其使用寿命。
用链条、传送带及齿轮连接时,先通过其他轴承,再 用耦合器与编码器结合。