什么是旋轉(zhuǎn)編碼器。類型和定義
在考慮工業(yè)編碼器時，有必要提及它們的類型，即旋轉(zhuǎn)編碼器。我們決定在Eltra-Trade中更深入地研究其定義，功能和使用領(lǐng)域。因此，讓我們從術(shù)語“旋轉(zhuǎn)編碼器”的基本定義開始。
什么是旋轉(zhuǎn)編碼器？
術(shù)語“旋轉(zhuǎn)編碼器”有幾個同義詞。您可以在技術(shù)文檔中看到它被命名為軸編碼器或只是編碼器。但所有這些術(shù)語都意味著唯一的設(shè)備。什么是旋轉(zhuǎn)編碼器？
名稱“編碼器”是指將角位置或線性移動編碼為模擬或數(shù)字信號的項目的基本功能，這些信號進(jìn)一步可供工業(yè)系統(tǒng)及其操作員使用。通常，編碼器的工作原理是將機(jī)械運動轉(zhuǎn)換為電信號。因此，如果您被問到編碼器是什么意思，您可以輕松回答這個問題，即這是一種用于將角度或線性運動編碼為信號的設(shè)備。
旋轉(zhuǎn)編碼器有著豐富多樣的歷史。乍一看，一個簡單的任務(wù)——計數(shù)脈沖以確定軸的旋轉(zhuǎn)角度，創(chuàng)造了許多原始的解決方案，形成了許多類型的設(shè)計解決方案，以提高信號讀取的準(zhǔn)確性和可靠性。已經(jīng)開發(fā)了用于糾錯的復(fù)雜算法。
編碼器是由不同的科學(xué)家小組在不同的國家開發(fā)的。編碼器的創(chuàng)造歷史已有50多年的發(fā)展歷史。第一批編碼器出現(xiàn)在 1960 年代初。
旋轉(zhuǎn)編碼器的結(jié)構(gòu)一覽
由于旋轉(zhuǎn)編碼器有很多各種類型的，我們?yōu)槟峁┢浠窘Y(jié)構(gòu)的示意圖。 幾乎每個旋轉(zhuǎn)編碼器都包括：
-
編碼器軸;
- 帶有標(biāo)簽（風(fēng)險）的旋轉(zhuǎn)盤（也稱為代碼盤）;
- 帶電子板的光源;
- 接收紅外光電傳感器;
- 帶齒輪的光學(xué)機(jī)械塊;
- 帶有信號處理器和數(shù)字接口轉(zhuǎn)換器的電子板。
此外，有必要知道，所有旋轉(zhuǎn)編碼器由于其工作原理、結(jié)構(gòu)特點和提供的信號類型而分為幾種類型。
電機(jī)編碼器的類型
首先，讓我們?yōu)槟峁┬D(zhuǎn)編碼器最簡單的分類，因為它們的信號類型。
- 模擬編碼器今天幾乎已經(jīng)過時，因為它們僅提供業(yè)內(nèi)不常用的模擬信號。然而，模擬編碼器被認(rèn)為是可靠且無故障的設(shè)備，可以派上用場用于工業(yè)系統(tǒng)的某些機(jī)械部件。
- 數(shù)字編碼器分別以數(shù)字格式提供有關(guān)角度和線性運動的所有信息。如今，數(shù)字編碼器很普遍，因為它們與現(xiàn)代工業(yè)接口兼容，可以提供有關(guān)旋轉(zhuǎn)物體旋轉(zhuǎn)角度的瞬時數(shù)據(jù)。
然后我們來看看旋轉(zhuǎn)編碼器的結(jié)構(gòu)特點。電機(jī)編碼器的類型可以是光學(xué)、電阻或磁性，可以通過總線接口或現(xiàn)場總線進(jìn)行操作。
旋轉(zhuǎn)編碼器類型最重要的分類是其工作原理。這里我們有以下三種大類型：
-
Incremental encoders;
- Absolute encoders;
- 線性編碼器。
讓我們通過所有這些。
什么是增量編碼器？
增量編碼器（又名步進(jìn)編碼器）由以下組件組成：光源、帶標(biāo)簽的圓盤、光電晶體管組件和信號處理電路。步進(jìn)編碼器盤細(xì)分為精確定位的標(biāo)記。標(biāo)記數(shù)決定了每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)。例如，如果將圓盤分成 1000 個標(biāo)記，則在 250 個脈沖中，軸應(yīng)旋轉(zhuǎn) 90 度。
增量編碼器是一種將軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為一系列確定旋轉(zhuǎn)方向和角度的電脈沖的裝置。此外，根據(jù)找到的值，您可以確定轉(zhuǎn)速。增量編碼器和絕對編碼器之間的主要區(qū)別在于，它們只能報告其位置變化的幅度，而不能報告其絕對狀態(tài)。在日常生活中使用增量編碼器的最流行的例子是汽車收音機(jī)的音量控制旋鈕。此外，增量編碼器是導(dǎo)航各種菜單的理想選擇。
增量式編碼器有光學(xué)、磁性、機(jī)械版本。無論器件的原理如何，輸出端的所有增量編碼器都會產(chǎn)生 2 條線路（A 和 B），脈沖彼此偏移。通過脈沖的位移，人們可以判斷旋轉(zhuǎn)的方向。通過脈沖的數(shù)量，我們可以獲得有關(guān)旋轉(zhuǎn)角度的信息。
什么是絕對編碼器？
絕對編碼器解決了設(shè)備旋轉(zhuǎn)部件的定位、調(diào)節(jié)和同步問題。絕對編碼器能夠隨時顯示有關(guān)軸旋轉(zhuǎn)角度的信息，使其成為控制機(jī)構(gòu)速度和位置的重要環(huán)節(jié)。
一般而言，絕對編碼器是由軸、對軸的位置進(jìn)行編碼的元件和讀取器組成的機(jī)構(gòu)。
由于其結(jié)構(gòu)，絕對編碼器可以在旋轉(zhuǎn)和靜止期間顯示有關(guān)機(jī)器零件軸位置的信息。編碼器軸的每個位置都對應(yīng)一個嚴(yán)格定義的光學(xué)或磁性代碼，并將其轉(zhuǎn)換為信號。
根據(jù)工作原理，絕對編碼器是磁性和光學(xué)的。
- 光學(xué)編碼器使用光、編碼光盤和光電陣列。
- 磁編碼器使用霍爾傳感器和旋轉(zhuǎn)磁場。
絕對編碼器分為單圈編碼器和多圈編碼器。單圈編碼器提供有關(guān)一圈內(nèi)軸位置的信息。多圈絕對編碼器提供一圈內(nèi)的位置信息和執(zhí)行的轉(zhuǎn)數(shù)。
什么是線性編碼器？
除了角度運動外，編碼器還可用于編碼機(jī)構(gòu)的線性運動。它們的工作原理不同于用于角度測量的絕對式和增量式編碼器。首先，線性編碼器用于控制按線性軸移動的物體的移動、位置和速度。
編碼器的用途是什么？
旋轉(zhuǎn)編碼器可以在很多領(lǐng)域使用。例如，線性編碼器用于木工、金屬加工設(shè)備、輸送機(jī)、谷物存儲、直線電機(jī)。它們可以直接安裝在準(zhǔn)備好的表面上或特殊基材上。
至于增量式和絕對式編碼器，它們的使用范圍甚至更廣：
- 在機(jī)械工程中，它們用于調(diào)節(jié)起重機(jī)的位置;調(diào)節(jié)和控制機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)角度;控制加工中心的工作臺位置。
- 在存儲和運輸系統(tǒng)的自動化中，它們用于穿梭輸送機(jī)的定位;控制堆垛機(jī)和提取機(jī)在存儲系統(tǒng)中的位置;自動停車場停車桌位置的調(diào)節(jié)。
- 在綠色能源領(lǐng)域，絕對編碼器有助于調(diào)節(jié)太陽能電池板的旋轉(zhuǎn)角度和風(fēng)力渦輪機(jī)的定位。
- 在冶金工業(yè)中，它們的功能是確定焊縫的位置和調(diào)節(jié)烤箱的位置。
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