編碼器應用十六問（上）

一 增量旋轉編碼器選型有哪些注意事項？

　　應注意三方面的參數：

　　1 械安裝尺寸

　　包括定位止口，軸徑，安裝孔位；電纜出線方式；安裝空間體積；工作環(huán)境防護等級是否滿足要求。

　　2 分辨率

　　即編碼器工作時每圈輸出的脈沖數，是否滿足設計使用精度要求。

　　3 電氣接口

　　編碼器輸出方式常見有推拉輸出（F型HTL格式），電壓輸出（E），集電極開路（C，常見C為NPN型管輸出，C2為PNP型管輸出），長線驅動器輸出。其輸出方式應和其控制系統(tǒng)的接口電路相匹配。

　　二 如何使用增量編碼器？

　　1 增量型旋轉編碼器有分辨率的差異，使用每圈產生的脈沖數來計量，數目從6到5400或更高，脈沖數越多，分辨率越高；這是選型的重要依據之一。

　　2 增量型編碼器通常有三路信號輸出（差分有六路信號）：A,B和Z，一般采用TTL電平，A脈沖在前，B脈沖在后，A,B脈沖相差90度，每圈發(fā)出一個Z脈沖，可作為參考機械零位。一般利用A超前B或B超前A進行判向。

　　3 使用PLC采集數據，可選用高速計數模塊；在工控自動化的如今，使用工控機采集數據，可選用高速計數板卡；使用單片機采集數據，建議選用帶光電耦合器的輸入端口。

　　4 建議B脈沖做順向（前向）脈沖，A脈沖做逆向（后向）脈沖，Z原點零位脈沖。

　　5 在電子裝置中設立計數棧。

　　三  關于電源供應及編碼器和PLC連接

　　一般編碼器的工作電源有三種：5Vdc、5-13 Vdc或11-26Vdc。如果你買的編碼器用的是11-26Vdc的，就可以用PLC的24V電源，需注意的是：

　　1  編碼器的耗電流，在PLC的電源功率范圍內。

　　2  編碼器如是并行輸出，連接PLC的I/O點，需了解編碼器的信號電平是推拉式（或稱推挽式）輸出還是集電極開路輸出，如是集電極開路輸出的，有N型和P型兩種，需與PLC的I/O極性相同。如是推拉式輸出則連接沒有什么問題。

　　3  編碼器如是驅動器輸出，一般信號電平是5V的，連接的時候要小心，不要讓24V的電源電平串入5V的信號接線中去而損壞編碼器的信號端。（我公司也可以做寬電壓驅動器輸出（5-30 Vdc），有此要求定貨時要注明）

　　四  在很多的情況之下是編碼器并沒有壞，而只是干擾的原因，造成波型不好，導致計數不準。請教如何進行判斷？

　　編碼器屬精密元件，這主要因為編碼器周圍干擾比較嚴重，比如：是否有大型電動機、電焊機頻繁起動造成干擾，是否和動力線同一管道傳輸等。

　　選擇什么樣的輸出對抗干擾也很重要，一般輸出帶反向信號的抗干擾要好一些，即A+~A-,B+~B-,Z+~Z-，其特征是加上電源8根線，而不是5根線（共零）。帶反向信號的在電纜中的傳輸是對稱的，受干擾小，在接受設備中也可以再增加判斷（例如接受設備的信號利用A、B信號90°相位差，讀到電平10、11、01、00四種狀態(tài)時，計為一有效脈沖，此方案可有效提高系統(tǒng)抗干擾性能（計數準確））。

　　就是編碼器也有好壞，其碼盤電子芯片內部電路信號輸出的差別很大，要不然怎么一個1000線的增量型編碼器會從300多元到3000多元差別那么大呢？

　?、倥懦ò犭x、關閉、隔離）干擾源

　?、谂袛嗍欠駷闄C械間隙累計誤差

　?、叟袛嗍欠駷榭刂葡到y(tǒng)和編碼器的電路接口不匹配（編碼器選型錯誤）；

　?、佗冖鄯椒▋斣嚭蠊收犀F(xiàn)象排除，則可初步判斷，若未排除須進一步分析。

　　判斷是否為編碼器自身故障的簡單方法是排除法。排除法的具體方法是：用一臺相同型號的編碼器替換上去，如果故障現(xiàn)象相同，可基本排除是編碼器故障問題，因為兩臺編碼器同時有故障的小概率事件發(fā)生可能很小，可以看作為0。假如換一臺相同型號編碼器上去，故障現(xiàn)象立刻排除，則可基本判定是編碼器故障。

五  何為長線驅動？普通型編碼器能否遠距離傳送？

　　長線驅動也稱差分長線驅動，5V，TTL的正負波形對稱形式，由于其正負電流方向相反，對外電磁場抵消，故抗干擾能力較強。

　　普通型編碼器一般傳輸距離是100米，如果是24V HTL型且有對稱負信號的，傳輸距離300-400米。

　　六  能否簡單介紹下旋轉編碼器檢測直線位移的方法？

　　1  使用“彈性連軸器”將旋轉編碼器與驅動直線位移的動力裝置的主軸直接聯(lián)軸。

　　2  使用小型齒輪（直齒，傘齒或蝸輪蝸桿）箱與動力裝置聯(lián)軸。

　　3  使用在直齒條上轉動的齒輪來傳遞直線位移信息。

　　4  在傳動鏈條的鏈輪上獲得直線位移信息。

　　5  在同步帶輪的同步帶上獲得直線位移信息。

　　6  使用安裝有磁性滾輪的旋轉編碼器在直線位移的平整鋼鐵材料表面獲得位移信息（避免滑差）。

　　7  使用類似“鋼皮尺”的“可回縮鋼絲總成”連接旋轉編碼器來探測直線位移信息（數據處理中須克服疊層卷繞誤差）。

　　8  類似7，使用帶小型力矩電機的“可回縮鋼絲總成”連接旋轉編碼器來探測直線位移信息（目前德國有類似產品，結構復雜，幾乎無疊層卷繞誤差）。

　　七  增量光柵Z信號可否作零點？圓光柵編碼器如何選用？

　　無論直線光柵還是軸編碼器其Z信號的均可達到同AB信號相同的精確度，只不過軸編碼器是一圈一個，而直線光柵是每隔一定距離一個，用這個信號可達到很高的重復精度?？上扔闷胀ǖ慕咏怆婇_關初定位，然后找最為接近的Z信號（每次同方向找），裝的時候不要望忘了將其相位調的和光柵相位一致，否則不準。

　　根據你的細分精度要求和分辯率要求選用。精度高自然要選用每周線紋高的，精度不高，就沒必要選用高線紋數的圓光柵編碼器了。

　　八  增量型編碼器和絕對型編碼器有何區(qū)別？做一個伺服系統(tǒng)時怎么選擇呢？

　　常用的為增量型編碼器，如果對位置、零位有嚴格要求用絕對型編碼器。伺服系統(tǒng)要具體分析，看應用場合。

　　測速度用常用增量型編碼器，可無限累加測量；測位置用絕對型編碼器，位置唯一性（單圈或多圈），最終看應用場合，看要實現(xiàn)的目的和要求。