编码器介绍

shaft end hollow shaft
பைடு நூலகம்
shaft through hollow shaft end hollow shaft
shaft end hollow shaft
single-turn
shaft through hollow shaft end hollow shaft
single-turn
200’000 Hz x 60
1’000 pulses
Attention: Electrical rpm‘s never higher then mechanical rpm‘s !!!
BU Motion Basic Training
Incremental Encoders
Baumer electric
通道A 通道 B
可以测试速度 可以测试旋转方向
BU Motion Basic Training
Incremental Encoders
Baumer electric
增量编码器输出信号：
3通道信号 在双通道编码器的基础上增加了 一个零位信号，用于基准点定位 一般测长度使用该信号，测速一 般不使用该信号。 信号输出如图：
LED灯的寿命(4…30 用LED) 没有办法检测齿轮的 机械故障 任何编码器失效是一 个安全冒险 具体产品请见我们所拆的 别的品牌的样品…….
堡盟的多圈编码器 计 数时没有LED与齿轮 失效前将报警
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Absolute Encoders
Baumer electric
通道A 通道 B 通道Z
可以测试速度 可以测试旋转方向 可以定位
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Incremental Encoders
Baumer electric
增量编码器输出信号： 6通道信号 在3通道编码器的基础上将每一通道信号增加一个反向输出，即为6通道 编码器，反向信号的存在主要是为了消除干扰及补偿损耗，以便可以 长距离的传输。 信号输出如图：
永磁铁
霍尔传感器
Cross Hall sensor
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Absolute Encoders
Baumer electric
绝对值和增量编码器的区别
增量编码器
绝对值编码器
一般用来测试速度与方向 也可以用角度测量，但在掉电 或电源出现故障时位置信息丢 失
传送在一转中每一步的唯一的位 置信息 位置信息一直可用,即使在掉电或 电源出现故障时 一般应用于角度测量及往复运动
增量编码器的产品范围
光电式增量编码器
• • • • 多种外型尺寸 轴型编码器 通孔型编码器 盲孔型编码器 24, 30, 40, 58, … mm BTIV, BDK, BDT, … BHF, BHG, BHW, … BTIH, BHK, BHT, …
磁性编码器
• • • • 多种外型尺寸 轴型编码器 通孔型编码器 盲孔型编码器 30, 40, 58, … mm BRIV 30,BRIV 58 BRID 58, BRIH 40, BRIH 58
…我们能够提供的总线接口
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介绍
Baumer electric
什么是编码器?
编码器是一个机械与电子紧密结 合的精密测量器件。 它通过光电原理或电磁原理将一 个机械的几何位移量转换为电子 信号（电子脉冲信号或者数据 串）。 这种电子信号通常需要连接到控 制系统(e.g. PLC、高速计数模 块、变频器等),控制系统经过计 算便可以得到测量的数据，以便 进行下一步工作。 编码器一般应用于机械角度、速 度、位置的测量。
光电编码器
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光电编码器读出原理
光电二极管 输出型号
栅格,虑光镜
码盘
发光二极管
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磁编码器
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磁编码器读出原理
永久磁铁用来激发霍尔传感器 磁铁安装在轴的中心 磁场切割线圈产生电压 霍尔传感器检测方向和运动
单转的位置来源于码盘或霍尔传感器 多圈绝对编码器传输完整的一圈后继续计数. 计数靠电池缓冲记忆 例如:磁性多圈绝对编码器 BRIH 58
锂电池
霍尔传感器
磁簧继电器
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Absolute Encoders
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传统机械式绝对多圈编 码器 劣势
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Absolute Encoders
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数据盘设计图
绝对输出信号
01111100
• 分辨率达到18BIT的绝对信号 • 格雷码与二进制码输出 • ASIC光电编码
shaft
photo diode array
select
Bit 1
comparators
memory
codeconverter
output driver
Bit 2 Bit n
infrared transmitter -LED F/R* strobe pulse disk only for absolute encoder with code converter
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Incremental Encoders
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增量编码器输出信号：
双通道信号 编码器码盘有2圈光栅，并且以90度相 位差排列，编码器有2对光电扫描同， 输出2通道脉冲信号，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 信号输出如图：
(refer to encoder catalog)
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Incremental Encoders
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电气和机械分辨率
the correlation between the electrical and mechanical limits must be considered when choosing an encoder with the following equation the max. switching frequency or the max. revolutions can be calculate respectively checked
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编码器种类
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编码器的分类
encoders

absolute magnetic
incremental
optical

magnetic

optical

multi-turn
shaft through hollow shaft end hollow shaft
shaft end hollow shaft
multi-turn
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光电编码器
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光电编码器的基本部件
数据扫描系统 LED光源&光敏电阻/永磁&霍尔元件 增量码盘/绝对值码盘 数据处理系统 电气输出 • 短路保护 • 反极性保护 • 放大电路 • 抗干扰电路等 • 数据输出 增量/绝对值
Incremental Encoders
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增量编码器脉冲盘设计图
增量信号可以达到 10’000 脉冲/圈 A/ B/ 0通道 ＋ 反相同道 0脉冲参考信号 编码器码盘的设计: 一般采用以下3种材质 玻璃码盘适宜于高精度, 镍和塑料码盘适宜于中等精度
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输出信号电路 (1/2)
05V/24V Complementary line-driver (TTL) 适应于:
– 电磁兼容性环境 – 长电缆线 (最大到 1000 m) – 高的数据速率 (<300 kHz)
(refer to encoder catalog)
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Absolute Encoders
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绝对值编码器
应用于角度测量及往复运动的测量 在0…360°的每一个角度位置传输一个唯一的信号 (单圈) 在测量的圈数中，每一圈，每一个位置都有唯一的信号（多圈） 即使在掉电或者电源出现故障时,位置信息一直可用.不必复零 ! 码盘材质一般为玻璃或高分子材料！
Incremental Encoders
Baumer electric
增量编码器输出信号： 单通道信号 编码器码盘只有一圈光栅，编码 器有一对光电扫描系统，输出一 通道脉冲信号，后续设备根据单 位时间检测到的脉冲数及编码器 的分辨率计算出的角速度及线速度 信号输出如图：
通道A
可以测试速度 不能测试旋转方向
Baumer 光电绝对多圈编码器
锂电池 磁铁 光电-ASIC 传感器 脉冲盘 透镜 ASIC
N
LED
轴 cw/ccw, 零位设置, 电池 检测
数据
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Incremental Encoders
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黑色为输出信号，红色为电磁干 扰，A-A=2A
Output A
Output A
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Incremental Encoders
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Incremental Encoders
Baumer electric
输出信号电路 (2/2)
24V Push pull short circuit protection(HTL) 适应于: – 直接连接到 PLC (24 V 供电) – 最大电缆长度 (最大至 200 m) – 高的数据速率 (<200 kHz)
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编码器
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介绍
Baumer electric
主要内容
…什么是编码器 …编码器的种类
…编码器的主要组成部分
…增量编码器的原理 …绝对值编码器的原理 …编码器的机械安装 …编码器的应用.
Absolute Encoders
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格雷码和二进制码
格雷码
二进制码
1 6 8 4 2 1
7
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Absolute Encoders
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绝对值单圈和多圈编码器
单圈绝对编码器传输一圈内唯一的信号 (0…360°)
机械系统
• • • • 旋转轴 安装法兰+附件 轴承系统 支架外壳
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局限性
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磁和光电编码器的区别
磁编码器
坚固抗 • 振动 • 灰尘 • 脏 • 潮湿 成本底
光电编码器
高分辨率 精度更高 通孔轴套
BU Motion Basic Training
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Baumer electric
BU Motion Basic Training
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Incremental Encoders
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增量编码器
显示速度与旋转方向 显示角度位置(脉冲累计) 角度测量时，如果电源出现故障,所有的位置信息丢失 分辨率通过每转多少脉冲表示
BU Motion Basic Training
rpm x number of pulses fmax = ——————————— 60
rpm = revolutions per minute
Example: Encoder with 1000 pulses and output signal circuit 24K (max. data rate fmax = 200 kHz) Question: What are the maximum revolutions per minute of this encoder ? Solution: rpm = ———————— = 12’000 rev/min