天宁E6C2-CWZ6C 2048P/R工业编码器

在为运动控制应用选择编码器时、需要在众多产品中作出选择。负责传感器的工程师必须确定其应用需要的是增量编码器、值编码器，还是换相编码器。一旦确定需要的类型，他们就需要考虑一长串其他参数，例如：分辨率、安装方式、电机轴尺寸等等。此外，有时会忽略需要的编码器输出信号类型。有时答案并不明确，所以在这篇文章中，我们会审视几乎所有编码器中都有的三种主要输出类型：集电极开路、推挽式和差分线路驱动器。这三种输出类型描述了数字通信的物理层面。

无论是增量编码器的正交输出、换相编码器的电机极输出，还是使用特定协议的串行接口，所有这些输出信号都是数字信号，且都具有高低状态。也就是说，一个5 V 编码器的信号会一直在0 V（对地）的低压（或二进制0），与5 V 的高压（或二进制1）之间切换。在本文中，我们将重点了解输出基本方波的增量编码器输出。

天宁E6C2-CWZ6C 2048P/R工业编码器
但特殊型号也可实现多圈测量。正弦波正弦波编码器也属于增量式编码器，主要的区别在于输出信号是正弦波模拟量信号，而不是数字量信号。它的出现主要是为了满足电气领域的需要－用作电动机的反馈检测元件。在与其它系统相比的基础上，人们需要提高动态特性时可以采用这种编码器。为了保证良好的电机控制性能，编码器的反馈信号必须能够提供大量的脉冲，尤其是在转速很低的时候，采用传统的增量式编码器产生大量的脉冲，从许多方面来看都有问题，当电机高速旋转（6000rpm）时，传输和处理数字信号是困难的。在这种情况下，处理给伺服电机的信号所需带宽（例如编码器每转脉冲为10000）将很容易地超过MHz门限；而另一方面采用模拟信号大大减少了上述麻。
过多不好，过少也不好。那么，我们怎样了解电机的转速呢？在以前没有旋转编码器时这可是一件不可能完成的事情，但有旋转编码器这个产品以后，对于想知道电机的转速就是一件非常容易的事了！旋转编码器除了可以用来测量转速还有物体的位移以外，还有记数的功能。当一个物体在使用旋转编码器的时候，如果编码器停止或者是断电了，这个时候可以根据编码器内的记忆体来记住位置。当然，在这个过程当中，停电后的旋转编码器是不能够有任何的移动的，当旋转编码器开始启动的时候也不能够有干扰脉冲的情况出现，否则所产生的位置是有偏差的。然而这种偏差的大小也不能够说测量就能够测量的。因而，在使用旋转编码器的时候一定要注意以上所提及的问题。新一代旋转编码器可以实现更高的能源效率、可靠性以及与其他电气设备的通用。
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本系统采用相对计数方式进行位置测量。运行前通过编程方式将各信号，如换速点位置、平层点位置、制动停车点位置等所对应的脉冲数，分别存入相应的内存单元，在电梯运行过程中，通过旋转编码器检测、软件实时计算以下信号:电梯所在层楼位置、换速点位置、平层点位置，从而进行楼层计数、发出换速信号和平层信号。电梯运行中位移的计算如下:H=SI式中S:脉冲当量I:累计脉冲数H:电梯位移S=πλD/PρD:曳引轮直径ρ:PG卡的分频比λ:减速器的减速比P:旋转编码器每转对应的脉冲数本系统中λ=1/32D=580mmNed=1450r/minP=1024ρ=1/18代入S=πλD/Pρ得S=1.00mm/脉冲设楼层的高度为4。

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。比如，打印机扫描仪的定位就是用的增量式编码器原理，每次开机，我们都能听到噼哩啪啦的一阵响，它在找参考零点，然后才工作。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。型旋转光电编码器，因其每一个位置、抗干扰、无需掉电记忆，已经越来越广泛地应用于各种工业系统中的角度、长度测量和定位控制。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。
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.旋转编码器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（10-9000P/R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。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。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。
轴为防水用密封设计时，启动转矩的值较高。惯性力矩表示旋转式编码器的旋转启动、停止时的惯性力的大小。轴容许力是加在轴上的负载负重的容许量。径向以直角方向对轴增加负重，而轴向以轴方向增加负重。两者都为轴旋转时容许负重，该负重的大小对轴承的寿命产生影响。动作环境温度是满足规格的环境温度，也是接触外界温度与旋转式编码器的相关零件的温度容许值。保存环境温度在断电状态下，不会引起功能劣化的环境温度，也是接触外界温度及与旋转式编码器的相关零件的温度容许值。保护构造保护构造的标准是为了防止外部的异物侵入旋转式编码器内。根据IEC60529规格、JEM规格的规定，用IP□□表示。代码（1）二进制代码本代码为纯2进制代。

市面上大多数旋转编码器都采用集电极开路输出。这就意味着可以将数字信号的对地输出压低，而在认为信号电平高时，只需断开输出的连接即可。这种输出称为集电极开路，是因为输入信号电平高时，晶体管上的集电极引脚就会保持开路或断开。要与该设备连接，需用一个外部电阻将集电极“提升”至所需的高电压电平。这是一种有用的输出类型，可帮助工程师尝试与具有不同电压电平的系统连接。可以提升集电极的电压电平，以满足低于或高于编码器工作电压的条件。

然而，该连接的劣势常常掩盖住改变编码器电压电平的功能。在集电极开路编码器上加装外部电阻并不是非常困难，许多现成的控制器已经内置了外部电阻，但这些外部电阻的运行需要消耗电流，且会影响输出信号，从而随着频率改变信号特性。让我们重新考虑增量编码器的方波，只是这次我们将其调整到非常接近其中一种状态变化。我们希望数字信号能够立即实现从低到高的转换，但我们当然明白一切都需要时间。我们将这一时间延迟称为转换速率。

则有时会损坏内部回路，所以配线时应充分注意电源的极性等。若和高压线、动力线并行配线，则有时会受到感应造成误动作成损坏，所以要分离开另行配线。延长电线时，应在10m以下。并且由于电线的分布容量，波形的上升、下降时间会较长，有问题时，采用施密特回路等对波形进行整形。为了避免感应噪声等，要尽量用短距离配线。向集成电路输入时，需要注意。电线延长时，因导体电阻及线间电容的影响，波形的上升、下降时间加长，容易产生信号间的干扰（串音），因此应用电阻小、线间电容低的电线（双绞线、屏蔽线）。对于HTL的带有对称负信号输出的编码器，信号传输距离可达300米原理特点编辑旋转编码器是集光机电技术于一体的速度位移传感。
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。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。
串行传送对应同时输出多位数据的通常并联传送，可采用由一个传送线进行系列化输出数据的形式，目的是节省连线，在接受信号侧则变换成并联信号后使用。中空轴型（空心轴型）旋转轴为中空轴形状，通过将驱动侧的轴直接与中空孔连接，可节省轴方向的空间。以板簧为缓冲，吸收驱动轴的振动等金属盘编码器的旋转板（盘）是用金属制成的，与玻璃旋转板（盘）相比，更强化了耐冲击性。但受到狭缝加工的制约，不能应用于高分辨率。伺服装置编码器的安装方法之一是：用伺服装置用配件，压住编码器的法兰部后固定的方法。在临时固定的状态下，可进行编码器旋转方向的位置调节，所以适用于需要与编码器的原点相吻合的情况。

编码器由光电码盘的机械位置决定，它不受停电、干扰的影响。由于值编码器的每个位置是的，无需记忆，无需找参考点，而且不用连续计数，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。值编码器的信号输出：值编码器信号输出有并行输出、串行输出、总线型输出、变送一体型输出等。单圈低位数的编码器一般用并行信号输出，而高位数的和多圈的编码器输出信号一般不用并行信号(并行信号连接线多，易错码易损坏)，一般为串行或总线型输出。其中串行常用的是高速同步串行信号(SSI)；总线型常用的是ProfiBus－DP型，其他的还有CANopen、Modbus等；智能变送一体型输出有模拟量(4~20mA)输出与RS485数字输。
先按基准位置，使计数位的计数值复位，然后再用计数器把由该位置发出的脉冲数累加起来。因此，可任意选择基准位置，且可无限量检测旋转量。其的特长是，可添加电路，产生1周期信号的2倍、4倍脉冲数，提高电流的分辨率（注）。此外，可把每旋转一周发生的Z相信号作为1旋转内的原点使用。注.需要高分辨率时，一般可采用4倍增电路方式。（如果把A相、B相的上升、下降波形分别进行微分，可得到4倍输出，分辨率则为4倍）。与轴旋转同时写入光学图案的磁盘时，通过两处狭缝的光就会相应地被透过、遮断。这种光通过与各自的狭缝相对的受光元件转换为电流，通过波形整形后，成为2个矩形波输出。另2处的狭缝要配置在与矩形波输出的相位差1/4间距。
用2n表示。可通过位置的转换变换复数的位有。（2）格雷码转换位置时，只有1位发生变化的代码。旋转式编码器的代码板为格雷码。（3）余格雷码是用格雷码表示720等2n以外的分辨率时的代码。格雷码的性质为：将格雷码的上位从“0”切换至“1”时起，当数值小的一方和数值大的一方分别只取相同区域时，在该范围内从代码的结束与开始进行转换时，只改变1位信号。根据这种性质，可按格雷码进行任意的偶数分辨率设定。但此时，代码的起始不是从0位置开始，而是从中途的代码开始，所以实际使用时，需要进行代码转换处理，转换至由0位置起的代码后再使用。二进10进制代码（BinaryCodedDecimalCode）。是分别用2进符号表示10进制各位的代。

在集电极开路输出中，由于电阻在RC时序电路中充当R，转换速率受提升电阻的电阻值影响。如果转换速率降低，编码器的运行速度也会降低（和/或增量编码器的分辨率也会降低）。使用较低值的电阻（提升较强）可以提高转换速率，但这种折衷会让系统消耗更多功率，因为当信号较低时，提升电阻必须通过系统消耗更多电流。

编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。信号连接—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，在后续的差分输入电路中，将共模噪声，只取有用的差模信号，因此其抗干扰能力强，可传输较远的距离。对于