增量式旋转编码器在材料自动分拣装置中的应用
增量编码器的应用及工作原理
增量编码器的应用及工作原理一. 什么是增量编码器增量编码器是一种用于测量旋转轴、线性运动、加速度等位置和运动的设备。
它通常由一个光学传感器和一个旋转或线性标尺组成。
增量编码器通过传感器读取标尺上的刻度信息，然后将其转化为电信号，以供计算机或控制系统进行处理。
增量编码器广泛应用于工业自动化控制、机械工程、仪器仪表等领域。
它可以用于位置测量、速度测量、角度测量、角度加速度测量等应用。
二. 增量编码器的工作原理增量编码器的工作原理基于光电传感技术。
光电传感器通过感知物体上的刻度变化来测量位置和运动。
1.标尺：增量编码器通常使用一个旋转或线性刻度，该刻度被放置在测量对象上。
刻度上的刻线间距等于一个单位。
2.发光二极管(LED)：增量编码器使用一个发光二极管(LED)发射光束，该光束照射在标尺上。
3.光电传感器：光电传感器接收由标尺上的刻度反射回来的光束，并将其转换成电信号。
4.信号处理：增量编码器的信号处理电路将光电传感器产生的电信号转换成脉冲信号，以供计算机或控制系统使用。
通常，脉冲数等于刻度的单位数。
三. 增量编码器的应用增量编码器广泛用于以下领域和应用：1.位置测量：增量编码器可以用来测量旋转轴或线性运动轴的位置。
它可以提供非常高的精度和分辨率。
2.速度测量：通过测量增量编码器脉冲信号的频率，可以计算出测量物体的速度。
3.角度测量：由于增量编码器是用于测量旋转轴的位置的，因此它也可以用于测量物体的角度。
4.角度加速度测量：通过测量增量编码器脉冲信号的变化率，可以计算出物体的角度加速度。
5.自动控制系统：增量编码器可以与计算机或控制系统连接，用于自动控制系统的位置反馈和运动控制。
6.机器人和CNC：在机器人和CNC（数控机床）等自动化系统中，增量编码器常用于测量机械臂、导轨和进给轴的位置和运动。
四. 增量编码器的优点和缺点增量编码器具有以下优点：•高精度：增量编码器可以提供非常高的位置测量精度和分辨率。
增量式旋转编码器原理与应用
光电增量式编码器是利用的光敏元件的感光特性，码盘上开有缝隙，当光源转动经过透光和不透光区域，相应的，每条码道将有一系列脉冲从光敏元件输出。
三相旋转编码器共三根信号线，编码器旋转一周A相产生相应的脉冲数，B相产生与A相相同数目但相位差差90
1个周期，度的脉冲（观察AB相脉冲的波形图，相位总相差
4
故称为正交编码）。
Z相只会在固定的位置输出一个脉冲，用来确定一个固定的参考位置。
由于AB脉冲总相差90°，当正转时，B脉冲超前A脉冲90°，A脉冲总在B脉冲处于高电平时触发；当反转时，A脉冲超前B脉冲90°，A脉冲总在B脉冲处于低电平时触发。
这样就可以根据AB脉冲确定编码器转动位置、方向及速度了。
如果只利用A相或者B相，那么计数器是一直加的，那样就不能判断编码器是正转还是反转了。
而利用A相来触发计数中断，进入中断之后首先读取B相的状态，如果B相为高，则表示编码器正转，脉冲数就加，如果为低，则表示编码器反转，脉冲数就减，这样可以根据脉冲数来计算和初始标准位置直接的角度。
增量式编码器的工作原理与使用方法
增量式编码器的工作原理与使用方法增量式编码器（Incremental Encoder）是一种通过将旋转运动或线性运动转换为电脉冲信号的装置，常用于测量旋转角度或线性位置。
它由一个传感器和一个电子读取器组成。
传感器负责检测运动，并将其转换为脉冲信号，而电子读取器将这些脉冲信号转换为相应的角度或位置。
1.传感器：增量式编码器通常由两个传感器组成，分别被称为A相和B相。
每个传感器通过一个发光二极管（LED）和一个光电二极管（Photodetector）来工作。
LED发出光束，光束穿过光栅（Grating）并照射到旋转的编码盘上。
然后，光栅上的开和闭区域将光束转换为脉冲信号。
传感器将这些信号转换为电信号发送到电子读取器。
2.电子读取器：电子读取器负责接收来自传感器的脉冲信号，并将其转换为实际的旋转角度或线性位置。
这些脉冲信号通常是由两个传感器的A相和B相之间的相位差来表示的。
电子读取器通过计算相位差来确定旋转角度或线性位置，并将结果输出为模拟信号或数字信号。
1.安装：将编码器固定在需要进行旋转角度或线性位置测量的设备上。
确保编码器与被测量的旋转轴或线性运动装置之间有适当的机械连接。
确保对齐准确，以确保获得准确的测量结果。
2.连接：将传感器的输出线缆连接到电子读取器的输入端口。
在进行连接之前，请仔细阅读编码器和电子读取器的操作手册，以确保正确连接。
这通常涉及连接电源和接地线缆，并确保正确连接A相和B相信号线。
3.设置：根据实际测量需求，设置电子读取器的参数。
这可能包括旋转角度或线性位置的测量范围、信号分辨率（即每个脉冲代表的旋转角度或线性位移量）等。
遵循操作手册中的指导进行设置。
4.校准：在开始实际测量之前，请根据需要对编码器进行校准。
校准通常需要使用一个已知的旋转或线性运动标准来进行比较。
在校准过程中，您可以调整电子读取器的参数，以确保测量结果的准确性和可重复性。
5.读取：一旦设置和校准完成，您可以开始读取旋转角度或线性位置的测量结果。
增量型旋转编码器
增量型旋转编码器增量型旋转编码器R H I 58这种增量型旋转编码器称之为全兼容性编码器．通常这种增量型编码器配置了所有６通道的输出，因此，它可以通常用来满足许多不同的应用．着眼于它的设计在许多时候允许我们提供快速的交货期和有吸引力的价格．脉冲盘为玻璃盘这种增量型编码器使用空心轴，轴直径为１０ｍｍ或１２ｍｍ．编码器用转矩支持来防止它旋转．电气连接使用电缆连接器．* 当光线故障，断线或驱动过载时有故障信号．最大至 5000 ppr 10 V ... 30 V 带短路保护的推挽输出5 V 带 RS 422 接口空心轴套10 V ... 30 V 带RS 422 接口故障输出*工业标准外壳Ø58 mmRHI 5820.03.2002增量型旋转编码器R H I 58电气连接信号 电缆 Ø7.8 mm, 12-芯GND 白U b 棕B 灰A 黄B 粉红0蓝0 红U b Sens 紫报警 灰／粉红屏蔽 –NC –GND Sens 黑Ａ 绿增量型旋转编码器R H I 58RHI 58N-ooooooo 1RHI 58N-ooooooo XRHI 58N-ooooooo 6一般特性脉 冲数 (ppr)最大. 5000最大. 5000最大. 5000输出输出型式推挽式，增量RS 422, 增量RS 422, 增量工 作电压 10 ... 30 V DC 10 ... 30 V DC 5 V DC ± 5 %空载电流最大. 50 mA 最大. 50 mA 最大. 70 mA 工 作电流 最大每通道４０ｍＡ，短路保护（不带Ｕｂ），反极性保护最大每通道２０ｍＡ，有条件的短路保护，（不带Ｕｂ），反极性保护最大每通道２０ｍＡ，有条件的短路保护（不带Ｕｂ）电压降< 3 V --输出 频率 最大. 200 kHz 最大. 200 kHz 最大. 200 kHz上升沿时间400 ns 100 ns 100 ns 故障输出故障状态低电平低电平低电平输出 种类 带上拉电阻的继电器开路(5.6 k W against +U b )带上拉电阻的继电器开路(5.6 k W against +U b )带上拉电阻的继电器开路(5.6 k W against +U b )工作电流-40 mA -40 mA -40 mA 连接电缆Ø7.8 mm, 6 x 2 x 0.14 mm², 1 m Ø7.8 mm, 6 x 2 x 0.14 mm², 1 m Ø7.8 mm, 6 x 2 x 0.14 mm², 1 m 环境条件工作温度-5 ... +80 °C, 电缆可移动-20 ... +80 °C, 固定电缆-5 ... +80 °C, 电缆可移动-20 ... +80 °C, 固定电缆-5 ... +80 °C, 电缆可移动-20 ... +80 °C,固定电缆贮 存温度 -40 ... +100 °C -40 ... +100 °C -40 ... +100 °C 符合标准环 境测试 DIN EN 60068-2-3,无凝露DIN EN 60068-2-3,无凝露DIN EN 60068-2-3,无凝露辐射干扰DIN EN 50081-1DIN EN 50081-1DIN EN 50081-1抗 干扰能力 DIN EN 61000-6-2 DIN EN 61000-6-2 DIN EN 61000-6-2抗冲击能力DIN EN 60068-2-27, 100 g, 6 ms DIN EN 60068-2-27, 100 g, 6 ms DIN EN 60068-2-27,100 g, 6 ms抗 振动能力 DIN EN 60028-2-6, 10 g, 10 ... 2000 Hz DIN EN 60028-2-6, 10 g, 10 ... 2000 Hz DIN EN 60028-2-6, 10 g,10 ... 2000 Hz防护等级DIN EN 60529, IP54DIN EN 60529, IP54DIN EN 60529, IP54机械特性材料外壳 铝 ，粉末涂层 铝 ，粉末涂层 铝，粉末涂层法兰铝 3.1645 铝 3.1645 铝 3.1645 轴 不 锈钢 1.4305 不 锈钢 1.4305 不 锈钢 1.4305重量约. 290 g 约 290 g 约 290 g转 速 最大. 6000 min -1 最大 6000 min -1最大 6000 min -1瞬时惯量£ 40 gcm²£ 40 gcm²£ 40 gcm²起 动转矩 £ 1.5 Ncm £ 1.5 Ncm £ 1.5 Ncm 轴负载角度 偏差 1° 1° 1°轴向偏差最大. 1 mm 最大. 1 mm 最大. 1 mm20.03.2002增量型绝对值编码器R H I 58订货型号代码R H I 58N –A R N –脉冲计数 100, 360, 500, 512,1000, 1024, 1250, 2048, 2500, 3600, 4096, 5000温度N 常温输出型式1 10 V ... 30 V, 推挽式6 5 V , RS 422X 10 V ... 30 V, RS 422信号输出3A +B + 06 A + B + 0 and A + B + 0插头方向R 径向连接类型K1 电缆 Ø7.8 mm, 6 x 2 x 0.14 mm², 1 m 法兰型式A 空心轴轴尺寸0A 空 心轴 Ø10 mm 0B 空心 轴 Ø12 mm外壳材料N 铝，粉末涂层轴型式H 空心轴A AB B 00。
旋转编码器工作原理 __编码器
旋转编码器工作原理 __编码器旋转编码器工作原理编码器是一种用于测量旋转运动或线性运动的设备，它将运动转换为电信号。
旋转编码器是其中一种常见的编码器类型，它可以测量旋转物体的角度、速度和方向。
工作原理：旋转编码器由两个主要部分组成：光学传感器和编码盘。
编码盘通常由透明材料制成，上面有一系列的刻线或孔。
光学传感器通过光源发射光线，并通过编码盘上的刻线或孔接收反射光线。
光线的反射模式取决于编码盘的位置和旋转方向。
旋转编码器有两种常见的类型：增量式编码器和绝对式编码器。
1. 增量式编码器：增量式编码器通常由两个光学传感器组成：一个用于测量旋转方向，一个用于测量旋转角度。
当旋转编码器旋转时，光学传感器将检测到刻线或孔的变化，并生成相应的脉冲信号。
这些脉冲信号可以用于计算旋转物体的角度和速度。
增量式编码器的工作原理是通过计算两个光学传感器之间的脉冲数来确定旋转角度和方向。
例如，当顺时针旋转时，一个光学传感器将生成一个脉冲，而另一个光学传感器将生成两个脉冲。
反之，当逆时针旋转时，情况则相反。
通过计算脉冲数的差异，可以确定旋转物体的方向和角度。
2. 绝对式编码器：绝对式编码器可以直接测量旋转物体的绝对角度，而无需进行计数。
它们通常使用一个编码盘，上面有多个刻线或孔，每个刻线或孔代表一个特定的角度值。
光学传感器将检测到每个刻线或孔，并将其转换为二进制码或其他数字信号。
绝对式编码器的工作原理是通过将每个刻线或孔与特定的数字值相对应来确定旋转物体的绝对角度。
通过读取光学传感器生成的数字信号，可以直接获得旋转物体的角度值。
应用领域：旋转编码器广泛应用于各种领域，包括工业自动化、机器人技术、医疗设备、测量仪器等。
它们在这些领域中用于测量和控制旋转物体的角度、速度和方向。
例如，在工业自动化中，旋转编码器可用于控制机械臂的运动，监测电机的转速，以及测量传送带的位置和速度。
在医疗设备中，旋转编码器可用于测量手术器械的位置和角度，以及监测患者床位的调整。
增量型编码器有什么作用？
旋转编码器是测量转速的装置，可将轴的角位移，速度机械量转换成相应的电池冲量输出，一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。
因此可以用控制上显示出转速的大小与方向，从而去控制你所需要的转速。
北京天海科高分辨率磁编码器采用高性能集成磁敏感元件、微电子机械加工技术（MEMS）、微处理器（Micro-computer）和DSP数据处理技术，利用非接触磁信号感应和可编程处理技术，实现高达2048脉冲的系列编码器。
旋转编码器在工程机械领域中的应用
旋转编码器在工程机械领域中的应用
旋转编码器在工程机械领域中有广泛的应用。
旋转编码器是一种用于测量旋转运动的装置，它可以将旋转角度转换为电信号或数字信号，用于监测和控制旋转运动。
以下是旋转编码器在工程机械领域中的一些主要应用：
1.位置反馈：旋转编码器可以用于提供机械设备的位置反馈。
例
如，在工程机械中，如起重机、挖掘机和叉车等设备中，旋转编码器可以安装在旋转关节或驱动轴上，以提供准确的位置信息。
这有助于操作员了解设备当前位置，并确保准确的定位和操作。
2.运动控制：旋转编码器可以与控制系统集成，用于实现精确的运
动控制。
通过监测旋转编码器的输出信号，控制系统可以实时调整电机或液压系统的输出，以实现精确的旋转运动。
这对于要求高精度和稳定性的工程机械操作非常重要。
3.转速测量：旋转编码器可以用于测量旋转设备的转速。
在工程机
械中，特别是涉及液压驱动和旋转工具的设备中，转速测量对于监测设备性能、安全控制和故障诊断都非常重要。
4.姿态测量：旋转编码器可以用于测量设备的姿态，包括俯仰角、
横滚角和偏航角等。
这对于工程机械的自动化控制、平衡和稳定性非常重要。
例如，在起重机和悬臂式挖掘机等设备中，旋转编码器可以用于测量设备的姿态，以确保安全和精确的操作。
编码器及其应用实验报告
编码器及其应用实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入了解编码器的工作原理，并通过实际操作和实验数据，探究编码器在不同应用场景中的性能和特点，从而为今后在相关领域的应用提供实践基础和理论支持。
二、实验原理编码器是一种将旋转运动或直线运动转化为数字信号的装置。
根据工作原理的不同，编码器主要分为增量式编码器和绝对式编码器。
增量式编码器通过记录脉冲的数量来确定位置的变化。
每当编码器的轴旋转一定角度，就会产生一个脉冲信号。
通过计算脉冲的数量，可以计算出轴的旋转角度或移动距离。
然而，增量式编码器在断电后重新上电时，无法记住之前的位置信息。
绝对式编码器则在每一个位置都有唯一的编码输出。
即使在断电后重新上电，也能立即准确地知道当前的位置。
三、实验设备本次实验所使用的设备包括：1、旋转编码器：选用了精度为每转 1024 个脉冲的增量式编码器和分辨率为 12 位的绝对式编码器。
2、数据采集卡：用于采集编码器输出的脉冲信号。
3、计算机：安装了相应的数据采集和分析软件。
4、电机驱动系统：用于控制电机的旋转速度和方向，以带动编码器旋转。
四、实验步骤1、设备连接与设置将编码器安装在电机轴上，并确保连接牢固。
将编码器的输出信号连接到数据采集卡的相应通道。
在计算机上打开数据采集软件，设置采集参数，如采样频率、通道选择等。
2、增量式编码器实验启动电机，使其以不同的速度匀速旋转。
观察数据采集软件中脉冲数量的变化，并记录下来。
改变电机的旋转方向，再次观察脉冲数量的变化。
停止电机，然后重新上电，观察编码器是否能准确记录位置变化。
3、绝对式编码器实验同样启动电机，使其旋转到不同的位置。
读取数据采集软件中编码器输出的绝对位置编码，并与实际位置进行对比。
重复多次，验证绝对式编码器的位置准确性和稳定性。
4、应用场景模拟实验搭建一个简单的位置控制系统，使用编码器作为反馈元件。
通过调整控制参数，观察系统的响应性能和精度。
五、实验数据与结果分析1、增量式编码器实验结果在电机匀速旋转时，脉冲数量与旋转角度呈线性关系，符合预期。
增量式绝对值编码器概述
增量式绝对值编码器概述增量式绝对值编码器（Incremental Absolute Encoder）是一种用于测量旋转物体角度或线性位移的装置。
它通常由光电器件和编码盘组成，能够将物体的旋转或位置变化转化为相应的电信号。
增量式绝对值编码器具有较高的精度、可靠性和灵敏度，广泛应用于机械工程、自动化控制、仪器设备等领域。
增量式绝对值编码器的原理是基于光电传感技术。
光电器件一般由光源和接收器组成。
编码盘上有一定的刻痕或光刻图案，光源会发射光线照射在编码盘上，通过接收器接收到光线的反射或透过情况来判断编码盘的位置。
光电器件会将光线的状态转化为相应的电信号，传输给读取电路进行后续处理。
根据编码盘上的光刻图案不同，可以分为基本型和绝对型两种编码器。
基本型增量式绝对值编码器通过插值原理测量物体的角度或位移。
编码盘上的光刻图案通常为等宽的刻痕，光电器件接收到的电信号的波形会有明显的变化，可以根据波形的周期、升降沿等特征来计算出物体的角度或位移。
基本型编码器具有简单、成本低、分辨率高等特点，但无法在断电后立即恢复到上一次的位置。
绝对型增量式绝对值编码器通过将编码盘分成多个扇区，每个扇区上都有特定的光刻图案来测量物体的角度或位移。
光电器件会接收到相应的光刻图案信号，转化为二进制编码信号，通过读取电路解码还原成绝对角度或位移值。
绝对型编码器具有高精度、无需参考点、能立即恢复位置等优点，但成本较高且复杂度较高。
增量式绝对值编码器还可以根据输出信号的特点进一步分为模拟输出和数字输出两种形式。
模拟输出编码器通常通过电压或电流来表示角度或位移，输出信号连续变化。
数字输出编码器则以数字信号的形式输出，通常使用脉冲方式，输出信号离散变化。
数字输出编码器在工业自动化领域中应用广泛，由于数字信号的稳定性和可靠性高，适用性强。
增量式绝对值编码器广泛应用于各个领域。
在机械工程方面，它被广泛用于机床、机器人、纺织机械、印刷机械等设备中，用于测量零件的位置、速度等信息。
旋转编码器的应用范围
旋转编码器的应用范围什么是旋转编码器？旋转编码器是一种用于测量旋转运动的装置。
它的主要原理是通过检测旋转轴在固定轴上的旋转角度，将旋转运动转化为电信号输出。
通过读取这些电信号，我们可以了解旋转轴的转动情况，以及旋转轴的转动方向和速度。
旋转编码器的分类旋转编码器可以分为两种类型：绝对编码器和增量编码器。
绝对编码器可以精确地测量准确位置，并在断电后保留原始数据。
而增量编码器只能精确地检测旋转角度变化，不能精确测量准确位置。
旋转编码器的应用范围1.机床行业在机床行业中，旋转编码器可用于控制和监测加工中心和数控机床的位置、速度和加速度。
通过旋转编码器的准确测量和实时反馈，机床可以更精确地执行加工任务，提高加工精度和效率。
2.机器人行业旋转编码器在机器人控制系统中也有广泛的应用。
它可以用于准确测量机器人运动轨迹和位置，并实时反馈给控制系统，实现精确控制和调整。
3.风能行业在风能行业中，旋转编码器可用于测量风轮的旋转速度和转速。
通过精确测量转速，可以更好地掌握风能发电的状态和效率，提高发电效率。
4.汽车行业汽车行业中，旋转编码器可以用于测量车轮的速度和位置。
通过测量车轮转速和转向角度，可以实现准确的车辆导航、定位和控制。
5.电子游戏行业在电子游戏行业中，旋转编码器可以用于控制游戏中的摇杆和方向盘。
通过测量旋转角度和转向速度，游戏系统可以实现模拟真实的操作体验。
总结正是由于旋转编码器在各个行业中的广泛应用和重要作用，它成为了现代工业和科技领域中不可或缺的设备之一。
不断的创新和发展，将使得旋转编码器在更广泛的应用场景中发挥更大的作用。
增量式编码器的工作原理与使用方法
1．工作原理旋转编码器是一种采用光电等方法将轴的机械转角转换为数字信号输出的精密传感器，分为增量式旋转编码器和绝对式旋转编码器。
光电增量式编码器的工作原理如下：随转轴一起转动的脉冲码盘上有均匀刻制的光栅，在码盘上均匀地分布着若干个透光区段和遮光区段。
增量式编码器没有固定的起始零点，输出的是与转角的增量成正比的脉冲，需要用计数器来计脉冲数。
每转过一个透光区时，就发出一个脉冲信号，计数器当前值加1，计数结果对应于转角的增量。
增量式编码器的制造工艺简单，价格便宜，有时也用来测量绝对转角。
2．增量式编码器的分类1）单通道增量式编码器内部只有一对光电耦合器，只能产生一个脉冲序列。
2）AB相编码器内部有两对光电耦合器，输出相位差为90°的两组脉冲序列。
正转和反转时两路脉冲的超前、滞后关系刚好相反。
由下图可知，在B相脉冲的上升沿，正转和反转时A 相脉冲的电平高低刚好相反，因此使用AB相编码器，PLC可以很容易地识别出转轴旋转的方向。
需要增加测量的精度时，可以采用4倍频方式，即分别在A、B相波形的上升沿和下降沿计数，分辨率可以提高4倍，但是被测信号的最高频率相应降低。
3）三通道增量式编码器内部除了有双通道增量式编码器的两对光电耦合器外，在脉冲码盘的另外一个通道有1个透光段，每转1圈，输出1个脉冲，该脉冲称为Z相零位脉冲，用做系统清零信号，或坐标的原点，以减少测量的积累误差。
2．编码器的选型首先根据测量要求选择编码器的类型，增量式编码器每转发出的脉冲数等于它的光栅的线数。
在设计时应根据转速测量或定位的度要求，和编码器的转速，来确定编码器的线数。
编码器安装在电动机轴上，或安装在减速后的某个转轴上，编码器的转速有很大的区别。
还应考虑它发出的脉冲的最高频率是否在PLC的高速计数器允许的范围内。
3．编码器与PLC高速计数器的配合问题以S7-200为例，使用单通道增量式编码器时，可选高速计数器的单相加/减计数器模式（模式0~5），可细分为有/无外部方向输入信号、有/无复位输入和有/无启动输入信号。
增量调制编码应用场合
增量调制编码应用场合
增量调制编码（Incremental encoding）是一种将模拟信号数字
化的编码方式，它通过记录信号的增量来表示信号的变化情况，而不是直接记录信号的绝对数值。
增量调制编码常用于以下场合：
1. 在音频编码中，增量调制编码可用于压缩和存储音频信号。
增量编码器将音频信号的不同时间点的采样值之间的增量进行编码，从而减小了数据量，使得音频信号可以更有效地传输和存储。
2. 在视频编码中，增量调制编码可用于压缩和存储视频信号。
对于视频序列中连续的帧，增量编码器通过记录相邻帧之间的变化来编码视频信号，从而减小了数据量。
3. 在通信系统中，增量调制编码可以用于传输数字信号。
增量调制编码器通过记录信号的增量来传输信号的变化情况，从而减小了传输带宽的需求，并提高了数据传输的效率。
4. 在控制系统中，增量调制编码可以用于传输控制信号。
增量编码器可以记录控制信号的变化情况，从而实现对目标系统的精确控制。
总之，增量调制编码可以应用于音频编码、视频编码、通信系统和控制系统等领域，通过记录信号的增量来表示信号的变化情况，以实现信号的传输、存储和控制。
论增量型编码器在棒材主轧机控制系统中的应用
论增量型编码器在棒材主轧机控制系统中的应用摘要本文介绍了增量型编码器在河钢承钢棒材生产线主轧机控制系统中的应用，结合现场实际应用与编码器类故障的处理方法的分析，达到对增量型编码器应用的理解。
关键词增量型；编码器；主传动；故障前言在河钢承钢公司一棒材生产线轧机的主电机采用交流异步电机，主传动采用意大利安萨尔多SVTL系列变频器和西门子S120系列变频器两种传动装置，主轧机电机的速度信号通过增量型旋转编码器进行反馈。
主电机的编码器信号通过双屏双绞信号电缆进行信号传输，通过编码器信号脉冲分配板将编码器信号分别在传动系统和自动化系统中使用。
编码器信号可以通过PDA数据采集软件和示波器两种方式进行查看，这两种方式也是处理编码器类电气故障的主要方法。
本论文结合棒材生产线中编码器的应用技巧与故障处理方法两方面分析增量型编码器的使用方法，为增量型编码器在工业系统中推广与应用提供理论与应用依据。
1 增量型编码器工作原理介绍增量型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。
常用的编码器旋转一周的脉冲数的类型为1024、2048、4096等。
旋转增量型编码器以转动时输出脉冲，通过计数设备来知道器位置，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。
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。
在增量型编码器中解决上述的问题是通过在计数过程中增加参考点，编码器每经过参考点，将参考位置修正进行计数设备的记忆位置[1]。
在现场应用的增量型编码器直接输出三组=方波脉冲A、B、Z相，A、B两项脉冲相位差90度，从而可方便地判断出旋转方向，而Z相位每转一个脉冲用于基准点定位。
增量型编码器的特点是：编码器转轴旋转时有相应的脉冲输出，其计数的起点任意设定，可实现多圈无限累加和测量。
编码器在分拣单元定位系统中的应用
《自动化生产线安装与调试》
谢 谢！
则减速电机每旋转一周，皮带上工件 移动距离为
L=π•d =3.14×43=136.35 mm。 脉冲当量μ为
μ=L/500≈0.273 mm。
《自动化生产线安装与调试》
按如图5-8所示的安装尺寸， 当工件从下料口中心线移至传感器中心时，旋转编码器约发出（430）个脉冲； 移至第一个推杆中心点时，约发出（614）个脉冲； 移至第二个推杆中心点时，约发出（963）个脉冲； 移至第三个推杆中心点时，约发出（1284）个脉冲。
AB AB C
C
光敏元件
零位标志 盘码及刻线
《自动化生产线安装与调试》
增量式编码器原理动画演示
《自动化生产线安装与调试》
问题5：如何计 算工件在传送带 上的位置？
分辨率是以编码 器轴转动一周所 产生的输出脉冲 数来表示的。 脉冲数/转（P/R）
如何确定每两个脉冲之间 的距离，即脉冲当量 ？
已知：分拣单元的编码器分辨率为500线， 分拣单元主动轴的直径为d=43 mm
《自动化生产线安装与调试》
问题3：分拣 单元用的哪种 编码器呢？
➢利用光电转换原理输出三 组方波脉冲A、B和C相； ➢A、B两组脉冲相位差90， 用于辩向： C相为每转一个 脉冲，用于基准点定位。
增量式 光电编码器
《自动化生产线安装与调试》
问题4：增量式 光电编码器的结 构？
转轴
LED
光栏板及辨向用的A、B刻线
自动化生产线安装与调试
项目5 分拣单元安装与调试
任务2 编码器在分拣单元定位控制中的应用
《自动化生产线安装与调试》
问元问题中题1使：用1分：的分是单哪拣 种单编元码器如呢何？实现
增量编码器的应用及工作原理图
增量编码器的应用及工作原理图介绍增量编码器（Incremental Encoder）是一种用于测量设备位置和运动的传感器。
它通过将旋转或线性运动转换为电子信号来提供准确的位置反馈。
在本文档中，我们将探讨增量编码器的应用领域以及它的工作原理。
应用领域增量编码器在许多行业和设备中都有广泛的应用，一些常见的应用领域包括：1.机械工程：增量编码器通常用于测量旋转部件的位置和速度。
例如，它们可以用于控制机床、机器人和自动化系统中的运动。
2.汽车制造：在汽车制造中，增量编码器可用于测量发动机的转速和位置。
这些数据对于发动机的性能控制和故障诊断非常重要。
3.医疗设备：在医疗设备中，增量编码器可以用于精确测量和控制运动。
它们通常用于手术机器人、X射线设备和医学成像设备等领域。
4.机器视觉：在机器视觉中，增量编码器可用于测量物体的位置和运动。
它们通常与摄像头和图像处理软件配合使用，以实现准确的图像识别和测量。
工作原理增量编码器的工作原理基于光电效应或磁感应效应。
它通常由两个主要组件组成：码盘和感应器。
1.码盘：码盘是一个带有刻有光电或磁性图案的圆盘。
当编码器旋转时，码盘上的图案会改变位置，从而产生一个电信号。
2.感应器：感应器位于码盘旁边，并检测码盘上图案的变化。
它们可以是光电传感器或磁传感器，具体取决于编码器的类型。
根据码盘和感应器的类型，增量编码器可分为光学增量编码器和磁性增量编码器。
光学增量编码器光学增量编码器使用光电传感器来检测码盘上光学图案的变化。
典型的光学增量编码器包括光栅编码器和光轴编码器。
•光栅编码器：光栅编码器使用光栅盘，它的表面有许多平行的光栅线。
光电传感器通过检测光栅线的变化来测量位置和运动。
•光轴编码器：光轴编码器使用光盘，它的表面被划分为若干光孔和暗孔。
光电传感器检测光盘上的孔的变化，并将其转换为电信号。
磁性增量编码器磁性增量编码器使用磁性传感器来检测码盘上的磁场变化。
典型的磁性增量编码器包括磁栅编码器和磁环编码器。
增量式旋转编码器工作原理和时序图-推荐下载
增量式旋转编码器工作原理、在PLC、单片机中应用时序增量式旋转编码器通过内部两个光敏接受管转化其角度码盘的时序和相位关系，得到其角度码盘角度位移量增加（正方向）或减少（负方向）。
在接合数字电路特别是单片机后，增量式旋转编码器在角度测量和角速度测量较绝对式旋转编码器更具有廉价和简易的优势。
下面对增量式旋转编码器的内部工作原理（附图）A,B两点对应两个光敏接受管，A,B两点间距为 S2 ,角度码盘的光栅间距分别为S0和S1。
当角度码盘以某个速度匀速转动时，那么可知输出波形图中的S0：S1：S2比值与实际图的S0：S1：S2比值相同，同理角度码盘以其他的速度匀速转动时，输出波形图中的S0：S1：S2比值与实际图的S0：S1：S2比值仍相同。
如果角度码盘做变速运动，把它看成为多个运动周期（在下面定义）的组合，那么每个运动周期中输出波形图中的S0：S1：S2比值与实际图的S0：S1：S2比值仍相同。
通过输出波形图可知每个运动周期的时序为我们把当前的A,B输出值保存起来，与下一个A,B输出值做比较，就可以轻易的得出角度码盘的运动方向，如果光栅格S0等于S1时，也就是S0和S1弧度夹角相同，且S2等于S0的1/2，那么可得到此次角度码盘运动位移角度为S0弧度夹角的1/2，除以所消毫的时间，就得到此次角度码盘运动位移角速度。
S0等于S1时，且S2等于S0的1/2时，1/4个运动周期就可以得到运动方向位和位移角度，如果S0不等于S1，S2不等于S0的1/2，那么要1个运动周期才可以得到运动方向位和位移角度了。
我们常用的鼠标也是这个原理哦。
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90º，从而可方便地判断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。
旋转编码器原理与应用
编码器的原理与应用编码器是一种将角位移转换成一连串电数字脉冲的旋转式传感器，这些脉冲能用来控制角位移，如果编码器与齿条或螺旋杆结合在一起，也可于控制直线位移。
编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。
读数系统是基于径向分度盘的旋转，该分度盘是由交替的透光窗口和不透光窗口构成的。
此系统全部用一个红外光源垂直照射，这样光就把盘子和图像投射到接收器表面上，该接收器覆盖着一层光栅，称为准直仪，它具有和光盘相同的窗口。
接收器的工作是感受光盘转动所产生的光变化，然后将光变化转换成相应的电变化。
增量型编码器增量型编码器一般给出两种方波，它们的相位差90度，通常称为通道A和通道B。
只有一个通道的读数给出与转速有关的信息，与此同时，通过所取得的第二通道信号与第一通道信号进行顺序对比的基础上，得到旋转方向的信号。
还有一个可利用的信号称为Z通道或零通道，该通道给出编码器轴的绝对零位。
此信号是一个方波，其相位与A通道在同一中心线上，宽度与A通道相同。
增量型编码器精度取决于机械和电气的因素，这些因素有：光栅分度误差、光盘偏心、轴承偏心、电子读数装置引入的误差以及光学部分的不精确性，误差存在于任何编码器中。
编码器如以信号原理来分，有增量型编码器，绝对型编码器。
增量型编码器(旋转型)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。
增量型和绝对值旋转编码器
增量型和绝对值旋转编码器
增量型和绝对值旋转编码器
一、增量型旋转编码器
轴的每转动一周，增量型编码器提供一定数量的脉冲。
周期性的测量或者单位时间内的脉冲计数可以用来测量移动的速度。
如果在一个参考点后面脉冲数被累加，计算值就代表了转动角度或行程的参数。
双通道编码器输出脉冲A、B之间相差为90O，能使接收脉冲的电子设备接收轴的旋转感应信号，因此可用来实现双向的定位控制；另外，三通道增量型旋转编码器每一圈产生一个称之为零位信号的脉冲（Z）。
二、增量型绝对值旋转编码器
绝对值编码器为每一个轴的位置提供一个独一无二的编码数字值。
特别是在定位控制应用中，绝对值编码器减轻了电子接收设备的计算任务，从而省去了复杂的和昂贵的输入装置：而且，当机器合上电源或电源故障后再接通电源，不需要回到位置参考点，就可利用当前的位置值。
单圈绝对值编码器把轴细分成规定数量的测量步，最大的分辨率为13位，这就意味着最大可区分8192个位置+多圈绝对值编码器不仅能在一圈内测量角位移，而且能够用多步齿轮测量圈数。
多圈的圈数为12位，也就是说最大4096
圈可以被识别。
总的分辨率可达到25位或者33，554，432个测量步数。
并行绝对值旋转编码器传输位置值到估算电子装置通过几根电缆并行传送。
假设串行绝对值编码器，输出数据可以用标准的接口和标准化的协议传送，同时在过去点对点的连接实现了串行数据传送。
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广西轻工业GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY机械与电气2009年8月第8期（总第129期）【作者简介】张顺星（1980-），男，河南焦作人，教师，工程硕士在读，研究方向：电气自动化控制。
1引言编码器是一种广泛用于位置和角度测量的传感器，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。
增量式编码器的输出信号为脉冲信号，其脉冲个数与相对旋转位移有关,而与旋转的绝对位置无关,其精度较高,而且其成本相对较低。
可编程序控制器（PLC ）作为在工业控制领域占主导地位的基础自动化设备，具有高可靠性、高实用性、功能完善和简单灵活的优点，在工程实际中应用越来越广泛。
增量式旋转编码器配合具有高速计数器功能可编程序控制器（PLC ），可以构成一种高精度、低成本的位置控制系统。
2系统构成以可编程控制器（PLC ）为控制核心，结合电机控制技术、传感器技术、气动技术为一体的物料自动分拣装置，可以连续、大批量地分拣货物，并且分拣误差率低，使劳动强度大大降低，从而显著提高生产效率。
材料自动分拣装置的结构如图1所示（其中符号具体含义见图1）。
图中该装置采用台式结构，内置电源，由可编程控制器（PLC ）、减速电机、旋转编码器、传感器、气缸、电磁阀、气压指示、气泵等部件构成。
装置在网孔板上安装颜色识别传感器、电容式接近开关、电感式接近开关，实现如下3种基本功能：（1）分拣出金属与非金属；（2）分拣出某一颜色块；（3）分拣出金属中某一颜色块和非金属中某一颜色块。
图1材料自动分拣装置结构图系统利用各种传感器对待测材料进行检测并分类，当待测物体经下料槽送入传送带后，依次接受各种传感器检测。
如果被某种传感器测到则通过相应的气动装置将其推入料槽，否则继续前行。
其工作过程如下9个方面：（1）系统送电后，光电编码器便可产生所需的脉冲。
（2）电机运行，带动传输带传送物体向前运行。
（3）有物料时，下料气缸动作，将物料推出。
（4）当电感式接近开关检测到铁块物料时，推气缸1动作，将待测物料推入下料槽。
（5）当电容式接近开关检测到铝块属物料时，推气缸2动作，将待测物料推入下料槽。
（6）当颜色识别传感器检测到非金属材料为某一颜色时，推气缸3动作将待测物料推入下料槽。
（7）其他物料被送到预留传感器位置时，气缸4动作，将待测物料推入下料槽。
（8）每个气缸通过安装2个磁性开关实现动作限位保护。
（9）下料槽内无物料时，延时一段时间后自动停机。
3硬件设计3.1P LC 的选型3.1.1I/O 点数的确定根据材料自动分拣装置的控制要求，输入应该有6个传感器信号，即颜色识别传感器、电容式接近开关、电感式接近开关、预留传感器SD 、下料检测传感器和旋转编码器，以及控制5个气缸有动作限位和回位限位的10个信号。
相应的输出信号包括控制5个气缸运动的5个电磁阀，以及控制电动机运行的1个信号，合计6个信号。
材料自动分拣装置共计需要I/O 点数22个，其中16个用于输入信号，6个用于输出信号。
3.1.2PLC 的选择由于该材料分拣装置的控制为开关量控制，且所需的I/O 点数不多，只要点数I/O 超过22个，且具有高速计数器功能即可。
FP0系列PLC 是松下电工生产的袖珍型控制器，最大可以扩展到3个单元128点，具备高速计数器、脉冲输出等高级功能，且500步的程序只需1ms 就可处理完毕。
因此，可选择FP0-C14RS 作为控制单元，再加上两个扩展模块FP0-E8X ，便可满足要求。
3.1.3建立I/O 地址分配表根据所选择的PLC 机型，对PLC 的I/O 地址编号。
系统的增量式旋转编码器在材料自动分拣装置中的应用张顺星，张玉洁（陕西工业职业技术学院电气工程系，陕西咸阳712000）【摘要】增量式编码器的输出信号为脉冲信号，其脉冲个数与相对旋转位移有关。
编码器配合具有高速计数器功能可编程序控制器（PLC ），可以构成一种高精度、低成本的精确位置控制系统。
【关键词】可编程控制器；材料自动分拣装置；旋转编码器；位置控制控制【中图分类号】TN762【文献标识码】A 【文章编号】1003-2673(2009)08－68－0268（下转第72页）I/O 地址分配表，如表1所示。
表1I/O 地址分配表3.2传感器及电机的选择3.2.1旋转编码器的选择增量型编码器（旋转型）工作原理：旋转编码器有一个中心有轴的光电码盘，盘上有环形通、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。
增量式编码器输出脉冲典型波形如图2所示。
由于编码器只有个旋转方向，逆时针旋转对应的脉冲输出波形对应图从左向右的波形，顺时针旋转对应的脉冲输出波形对应图从右到左的波形。
如果增量式编码器顺时针旋转，则相滞后相。
如果逆时针旋转，则相滞后相，而且编码器各相的输出电平完全取决于其旋转位置。
编码器旋转一周，相与相所输出的脉冲数相同，其脉冲数决定了编码器的精度，通过从编码器读取脉冲数，则可以计算出其相对的角位移量，如果有一个预置的位置，则可以计算出其绝对位置。
图2增量式旋转编码器输出脉冲典型波型分拣装置选用欧姆龙公司生产的E6A2-CW5C 增量式旋转编码器。
该编码器电源电压为DC12-24V ，A 、B 两项输出，分辨率为100P/R （脉冲/转）。
3.2.2电动机的选择减速电机是指减速机和电机(马达)的集成体。
减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机（马达）的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。
在目前用于传递动力与运动的机构中，减速机的应用范围相当广泛。
减速电机作为执行机构用于带动传输带输送物料前行，与旋转编码器连接在一起。
可以通过控制脉冲个数，来控制角位移量，从而达到准确位置控制的目的。
分拣装置选用linix （联宜）生产的YN60-6减速电机。
3.3旋转编码器与P LC 硬件系统连接在材料自动分拣装置运行过程中，前三个气缸动作由安装在相应位置的传感器监测到的信号实现触发。
然而，预留传感器SD 处未安装传感器，要实现“其他物料被送到预留传感器位置时，气缸4动作，将待测物料推入下料槽”动作，可以通过把旋转编码器接到PLC 高速计数器端X0，把位置信息转化为脉冲个数来实现。
具体接线如图3所示图3旋转编码器与PLC 连接图4软件及参数设置4.1高速计数器（HS C ）参数设置4.1.1系统寄存器N o.400设置FP0系列PLC 高速计数器（HSC ）工作方式通过在系统寄存器中设定工作字来确定。
FP0可以同时接收四组高速计数CH0-CH3，对应输入为X0-X3，系统寄存器NO.400低8位控制CH0（X0）的工作方式，参数设置为：H03，即X0加计数；通过编程软件“选项”→“PLC 系统寄存器设置”→“高速计数器”→No.400中“CH0加计数（X0）”设置好。
4.1.2高速计数器控制标志DT9052设置高速计数器控制标志DT9052通过图所示的梯形图实现其中：H0表示“不进行软件复位”，H1表示“进行软件复位”，上图实现“高速计数器经过值设置为0并开始计数”。
R9013位初始闭合继电器。
4.2位置控制实现FP0系列PLC 中的DT9044、DT9045位高速计数器经过值，旋转编码器产生的脉冲由其记录，因此比较DT9044、DT9045中脉冲个数，就可实现位置控制，当物料经过前三个传感器而未发生动作时，经过固定距离，即当物料到达气缸4处时，气缸动作，把物料推入料槽。
5结语使用增量式旋转编码器配合具有高速计数器功能可编程序控制器（PLC ），可以构成一种高精度、低成本的位置控制系统。
该系统控制简单、运行稳定、有较高的推广和应用价值。
Á→→→→69（上接第69页）参考文献[1]李乃夫.可编程控制器原理应用实验[M].北京:中国轻工业出版社, 2006.[2]冯凯昉.工程测试技术[M].西安:西北工业大学出版社,2006.[3]蒋少茵.材料分拣装置的可编程控制系统设计[J].华侨大学学报,2005,10.[4]卢涵宇,金紫阳,胡迪.增量式编码器数据采集[J].重庆邮电学院学报(自然科学版),2006,6.3.3结构特点3.3.1PHC系列换向、热交换、对衡式水泵一体化装置两种均为椭圆板式换向器，它与夹套式换热器、对衡式水泵汇为一体，担负将染液由纱内层流向外层或由纱外层流向内层，不同流向均可实现热交换的多功能装置，适用于高温处染不同密度的纱线，如筒子纱、绞纱、经轴纱、散毛、织带等等。
夹套式换热器置于换向器和对衡式水泵之中间两侧用法兰直接与换向器及水泵连接，换热器内夹层分别插入水泵吸入口和换向器内层，外夹层与泵出口和换向器外层连通，无需接驳管道，结构紧凑，减少染液，节省能源。
3.3.2传统换向器的缺点传统换向器结构复杂,安装维修不便，在换向器的左端，采用两个深沟球轴承，Yx孔用密封圈,而且是封在一个盲孔里，由于结构大安装时经常会把密封圈损坏,导致轴承在染液中很快腐蚀，从而导致轴承卡死，最终导致无法换向；换向器的右端，同样，特别是大规格的换向器，因为不锈钢轴承难以采购，而碳钢轴承不耐腐蚀，从以往的维修情况来看，绝大部分均属于此类问题。
3.3.3HLC染色机换向器的特点HLC染色机换向器结构简单安装维修方便,在换向器的左端,采用聚四氟乙烯渗石墨材料做衬套,也可用表面为聚四氟乙烯的复合不锈钢轴承，它们都具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损的特点，换向器的右端,采用聚四氟乙烯渗石墨环加两个Y型密封圈密封，外面用压盖固定;由于Y型密封圈的唇边较厚，安装时几乎不会损坏，而且Y型密封圈也是用氟橡胶制作；再看HLC 染色机换向器的轴承，它已经完全和染液脱离，因为用于固定轴承座的迫件座，其台阶不是封闭的，是有四个凸台组成，即使有微量染液漏出，也不会进入轴承。
此轴承采用碳钢即可，轴承被安置在一个密闭的空间里，连接架上有注油式油杯可定期注入黄油，轴承两边用氟橡胶骨架油封密封。
而且碳钢轴承价格低，强度高，轴承可选用小一等级规格，从而使得换向器结构更加紧凑。
同时HLC染色机换向器的上部采用内外双层滤网，有效避免了杂质进入换向器内，导致换向卡死的事故。
实践证明，HLC染色机换向器的故障率非常低。
4安装4.1阀板与三叉管的安装间隙换向器在正常工作时阀板会处于0.15~0.25Mpa的压差状态下，阀板轴会产生一定的挠度变形，阀板与三叉管的安装间隙过小时，阀板将会与三叉管磨擦干涉卡死，导致无法换向，间隙过大则漏液过大，影响染色效果，此间隙一般取0.5~1.2mm,根据机型的大小适当调整。