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标题: 光电编码器的工作原理 [打印本页]

作者: sunefull123 时间: 2009-1-5 14:35
标题: 光电编码器的工作原理
光电编码器的工作原理

庄丽 QQ:466617610 TEL:  0631-5997908威海三丰电子科技有限公司

光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90。的两路脉冲信号。

编码器的分类

根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式，根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。

1.1 增量式编码器增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90。，从而可方便的判断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。

1.2 绝对式编码器  绝对式编码器是直接输出数字的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码盘，每条道上有透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区树木是双倍关系，码盘上的码道数是它的二进制数码的位数，在吗盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件，当吗盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读书一个固定的与位置相对应的数字码。显然，吗道必须N条吗道。目前国内已有16位的绝对编码器产品。

1.3 混合式绝对编码器混合式绝对编码器，它输出两组信息，一组信息用于检测磁极位置，带有绝对信息功能；另一组则完全同增量式编码器的输出信息。

光电编码器的应用

1、角度测量

  汽车驾驶模拟器，对方向盘旋转角度的测量选用光电编码器作为传感器。重力测量仪，采用光电编码器，把他的转轴与重力测量仪中补偿旋钮轴相连，扭转角度仪，利用编码器测量扭转角度变化，如扭转实验机、渔竿扭转钓性测试等。摆锤冲击实验机，利用编码器计算冲击是摆角变化。

2、长度测量

计米器，利用滚轮周长来测量物体的长度和距离。

拉线位移传感器，利用收卷轮周长计量物体长度距离。

联轴直测，与驱动直线位移的动力装置的主轴联轴，通过输出脉冲数计量。

介质检测，在直齿条、转动链条的链轮、同步带轮等来传递直线位移信息。

3、速度测量

线速度，通过跟仪表连接，测量生产线的线速度

角速度，通过编码器测量电机、转轴等的速度测量

4、位置测量

机床方面，记忆机床各个坐标点的坐标位置，如钻床等

自动化控制方面，控制在牧歌位置进行指定动作。如电梯、提升机等

5、同步控制

通过角速度或线速度，对传动环节进行同步控制，以达到张力控制

作者: sunefull123 时间: 2009-1-5 16:51
专业生产光电传感器，编码器联系电话0631-5997908

作者: sunefull123 时间: 2010-1-20 10:37
编码器与PLC的连接

编码器在工控项目中，作为测量角度、长度、速度控制的传感器，已经用得越来越多了，可是常常有PLC新手，对于编码器如何选型、如何连接、如何编程很困惑，就是PLC 老手，也会碰上手上的编码器与PLC 配不起来，重新再配耽误时间的问题，也会碰上现场情况复杂，干扰头痛的问题，现在根据我就自己掌握的东西简单说点,希望能够抛砖引玉,看到跟多更好的解决方案!
光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。

旋转编码器是一种光电式旋转测量装置，它将被测的角位移直接转换成数字信号（高速脉冲信号）。因些可将旋转编码器的输出脉冲信号直接输入给PLC，利用PLC的高速计数器对其脉冲信号进行计数，以获得测量结果。不同型号的旋转编码器，其输出脉冲的相数也不同，有的旋转编码器输出A、B、Z三相脉冲，有的只有A、B相两相，最简单的只有A相。

输出两相脉冲的旋转编码器与FX系列PLC的连接,编码器有4条引线，其中2条是脉冲输出线，1条是COM端线，1条是电源线。编码器的电源可以是外接电源，也可直接使用PLC的DC24V电源。电源“-”端要与编码器的COM端连接，“+ ”与编码器的电源端连接。编码器的COM端与PLC输入COM端连接，A、B两相脉冲输出线直接与PLC的输入端连接，连接时要注意PLC输入的响应时间。有的旋转编码器还有一条屏蔽线，使用时要将屏蔽线接地。

编码器如果是并行输出的，可以直接连接PLC或上位机的输入输出接点I/O，其信号数学格式应该是格雷码。编码器有多少位就要占用PLC的多少位接点，如果是24伏推挽式输出，高电平有效为1，低电平为0；如果是集电极开路NPN输出，则连接的接点也必须是NPN型的，其高电平有效，低电平为1。能否将集电极开路NPN输出的接到正逻辑的PLC的IO上呢？这个问题留给大家来思考。

另外编码器选型需要特别注意：

一是：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。
二是：分辨率，即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。编码器的输出频率不要超过PLC的允许范围。
三是：电气接口，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PLC接口电路相匹配。

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作者: sunefull123 时间: 2010-1-20 10:46
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磁性尺测量系统专为线性位移测量而设计.
经济,效率特别适用于长距离的测量.
特别适用于如油污,切削屑,震动等恶劣环境.
依应用性质不同可定义出两个不同的系统
磁性尺测量系统:
使用于线性位移测量并于显示器显示测量值
磁性编码器:
使用于线性位移测量并将位移量转换为对应的脉波数输出给PLC或控制器.
特点
精度高:分辨率可达0.001MM,系统精度0.01MM
信号强:读头输出信号为5VPP或24VPP输出,可以直接给二次设备,如PLC,记数器等
信号输出形式多

P/OP/LD/TTL; SSI/RS485/RS422 (5V,24V) 1V~~正弦波信号 4-20MA电流信号 0-10VDC 电阻多种形式
磁带磁性稳定,使用寿命长,10年不丢磁
防护等级高:IP67,可直接工作于油,水,100度高温等恶劣环境
安装:

安装要求:
ME- 线缆走向必须和动力线分开以减小串入噪声
输入电源 : 电压允差不能超过 +/- 5%. 波纹不超过 50 mV
电气干扰的抑制 : 供电电压不超过额定值的 +/- 5v 波纹电压不超过 50 mV
带 RC 网络的 AC 扼流圈 , 例如 0.1 微法 /100 欧姆，安装自由轮二极管到 DC 线圈，安置 RC 抑制电机和它的断路线圈 ( 在电机端子盒中 ) 为电子装置提供额外的电力
磁带由 3 个部分组成:

长度从 0.5 到 90 m
A 相当柔软的有磁性的尺带
B 铁性的粘合橡胶尺带的柔性基带 . 用于支撑磁带、提供磁场通路,和机床粘合由双面胶带制成
C 此层透磁带用于保护橡胶磁带，可弯曲易于运输，供货时是单独分开的，使用时用双层胶带和橡胶磁带粘合
安装磁栅尺的说明
将尺带粘到机床上
薄型尺带必须粘合到清洁、干燥、平整的表面。典型的清洁剂是 50% 酒精和 50% 的水混合液或庚烷 ( 请注意制造商关于接触此类溶剂的提示 ). 在铜、黄铜等表面应确保表面清洁没有任何氧化层
粘合表面
尺带粘合到表面后直接产生粘合力，适当加压效果更好
粘接温度
最好的粘接温度是从 +21° 到 38°C. 如果温度在 11°C 或更低 , 粘接剂会变得太硬粘合力会不够。 , 在正确应用情况下，粘合力在零下温度时也能保证。粘合 72 小时后结合力会到最大 ( 在 21°C)

球栅尺（又叫球感尺、又有称球同步器的）是目前国际上最新一代长度测量传感器，

它适用于各种机床的加工测量。它的优点是

（1）采用全密封结构，球栅尺的高精度钢球和线圈均被完全密闭，可以在水中或油中工作。

（2）尺体为金属结构，保护良好，不会因冷却水、冷却液、金属粉末或尘土等的影响而污损，抗污染能力强。

（3）壳体刚性强、密封好，即使用喷气枪清洗机床时，直接喷射到球栅尺也不会被损坏。

（4）基准钢球的线胀系数与钢铁相同，对车间温度变化不敏感。

（5）能在强磁场和强幅射条件下工作，可用于原子反应堆。

（6）耐振动、安装简便、不用日常维护等优点。

技术指标：技术参数
球栅尺SPHEROSYN
球栅尺MICROSYN

测量分辨率
0.005mm/0.001mm
0.001mm/0.0005mm

测量准确度
±(0.01+0.005/m)mm
±0.005mm

最大运行速度
2m/sec
0.75m/sec

有效行程
50～11684mm(>30m)
50～1050mm

信号输出
Sin/Cos或RS422-TTL
Sin/Cos或RS422-TTL

读数头尺寸
54mm×131mm×28mm
35mm×75mm×25mm

防护等级
IP67(IEC529)
IP67(IEC529)

抗冲击
100g(IEC69-2-6)
100g(IEC69-2-6)

耐振动
30g(IEC-2-27)
30g(IEC-2-27)

热膨胀系数
12×10-6/°K
12×10-6/°K

磁栅尺球栅尺，王13561832937 QQ357435424

作者: sunefull123 时间: 2010-1-20 10:47
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一、产品介绍
SFKL系列拉线位移传感器分为数字输出型和模拟输出型两个产品类。
数字输出型可以选择增量旋转编码器、绝对值编码器等，输出信号为方波ABZ信号或格雷码信号，行程最大可以做到3000毫米，线性精度最大0.05％，分辨力根据配置不同最大可以达到0.005毫米/脉冲。
模拟输出型可以选择精密电位器、霍尔编码器、绝对值编码器等，输出信号可以为4－20毫安、0－5伏、1－5伏、0－10伏、串行SSI和电阻信号等，最大行程可以达到2000毫米，使用环境最大可以达到IP65的防护等级，-45℃～+105℃的宽温度环境下使用。
本系列非常适合对油缸活塞位置、物体位置、送料车位置的测量、直线导轨系统，液压气缸系统、伸缩系统，仓储位置定位，压力机械，造纸机械，纺织机械，金属板材机械，包装机械，印刷机械，水平控制仪，建筑机械等相关尺寸测量和位置控制。

二、技术参数：
类型技术数据
数字输出模拟输出
传感器类型增量型编码器、绝对值编码器精密电阻、绝对值编码器、角位移
电阻值无 5k、10k
钢丝绳进口涂塑钢丝绳进口涂塑钢丝绳
拉线速度 1000mm/s　（MAX） 1000mm/s　（MAX）
测量行程 0~3000mm （0－2000mm）
分辨力 0.02、0.005、0.05 mm/脉冲  理论无限小
精度 0.05％FS 0.1％FS、0.2％FS、0.5％FS
响应频率最大300 K Hz
输出长线驱动、推拉输出、SSI、格雷码 4－20毫安、0－5v、1－5v、0－10v
工作电压 DC5V、DC5-26V  24v
外壳材质进口铝合金，表面氧化处理、耐磨防腐蚀
重量　　　 740g
出线口拉力 4N
抗震动　10HZ 到 1500HZ，10G
电缆长度 4米
工作溫度 -25℃～+85℃ -45℃～+105℃

三、注意事项
1、拉线位移传感器有效测量行程：移动部件实际参与的最大行程
2、输出信号方式：数字量、模拟量等：
3、供电电压：给传感器供电电源电压
4、移动部件测量基本要求：测量精确等级，分辨率大小
5、拉线位移传感器工作环境：温度、湿度、灰尘、其他物影响等
6、拉线速度：移动部件的位移速度，往复可能不一致
7、使用频率：移动部件的每天往复循环次数
8、拉头安装时预拉空间：即拉头安装好后移动部件在初始位置时拉头和传感器之间距离
9、选择拉线位移传感器量程时要考虑预拉空间，若预拉距离大，可以考虑在传感器外加延长线，这样选型时可以减小拉线位移传感器的量程节省很大费用，
10、拉线位移传感器配置等级，这于使用设备的要求等级及计划的费用有关系

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