绝对编码器与增量编码器的区别
分别说明绝对式和增量式光电编码器的工作原理
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分别说明绝对式和增量式光电编码器的工作原理光电编码器的工作原理1. 引言光电编码器是一种精密测量仪器,广泛应用于工业自动化、机械加工、机器人等领域。
它可以将旋转或线性运动转换为数字信号,实现位置、角度等参数的准确测量和控制。
2. 绝对式光电编码器的工作原理绝对式光电编码器可以直接获取运动目标的位置信息,而无需复位操作。
它主要由光源、光栅、光电元件和信号处理电路组成。
光源光源发出光线,照射到光栅上。
光栅光栅是由透明和不透明的条纹交替组成的,有着特定的周期和形状。
光栅可以将光线分成多个光斑,并将其传递到光电元件上。
光电元件光电元件是一种将光信号转换为电信号的器件。
光电编码器中常用的光电元件包括光电二极管和光电三极管。
当光线照射到光电元件上时,光电元件会产生相应的电信号。
信号处理电路信号处理电路将光电元件产生的电信号进行放大、滤波等处理,得到数字信号。
这些数字信号可以表示光栅上光斑的位置信息。
工作原理在绝对式光电编码器中,光栅上的每个光斑都被赋予了一个唯一的编号。
当光栅和光电元件相对运动时,光电元件会感知到每个光斑的位置,并将其转换为数字信号。
通过解读这些数字信号,可以准确获取运动目标的位置信息。
3. 增量式光电编码器的工作原理增量式光电编码器可以实时监测对象的运动方向和速度,但无法直接获取位置信息。
它由光源、光栅、光电元件和信号处理电路组成,与绝对式光电编码器类似。
光源、光栅、光电元件和信号处理电路增量式光电编码器的光源、光栅、光电元件和信号处理电路的原理与绝对式光电编码器相同,不再赘述。
工作原理在增量式光电编码器中,光栅上的光斑被分为A相和B相两组,每组中的光斑数量相同但错位。
光电元件检测到光栅上的光斑变化,并产生相应的电信号。
通过检测A相和B相两组信号的相位变化和周期,可以确定对象的运动方向和速度。
由于无法直接获得位置信息,增量式光电编码器通常需要结合其他传感器或复位机构来实现位置的准确测量。
结论绝对式光电编码器和增量式光电编码器都是常用的位置测量和控制装置。
增量编码器与绝对编码器的关系
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增量编码器与绝对编码器的关系
将机械转动的模拟量(位移)转换成以数字代码形式表示的电信号,这类传感器称为编码器。
编码器以其高精度、高分辨率和高可靠性被广泛用于各种位移的测量。
编码器的种类很多,主要分为脉冲盘式(增量编码器)和码盘式编码器(绝对编码器),其关系如下所示:
脉冲盘式编码器的输出是一系列脉冲,需要一个计数系统对脉冲进行加减(正向或反向旋转时)累计计数,一般还需要一个基准数据即零位基准,才能完成角位移测量。
绝对编码器不需要基准数据及计数系统,它在任意位置都可给出与位置相对应的固定数字码输出,能方便地与数字系统(如微机)连接。
编码器按其结构形式有接触式、光电式、电磁式等,后两种为非接触式编码器。
非接触式编码器具有非接触、体积小和寿命长,且分辨率高的特点。
三种编码器相比较,光电式编码器的性价比最高,它作为精密位移传感器在自动测量和自动控制技术中得到了广泛的应用。
目前我国已有23位光电编码器,为科学研究、军事、航天和工业生产提供了对位移量进行精密检测的手段。
增量式编码器和绝对式编码器区别
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增量式编码器和绝对式编码器区别一、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.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。
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。
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。
二、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。
编码器工作原理
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编码器工作原理编码器是一种用于将输入信号转换成特定输出信号的设备。
它广泛应用于自动控制系统、通信系统、数码产品等领域。
本文将详细介绍编码器的工作原理和其常见的工作方式。
一、编码器的基本原理编码器的基本原理是将输入信号转换成特定的输出信号,以实现信息的编码和传输。
它通常由输入部份、编码部份和输出部份组成。
1. 输入部份:输入部份接收来自外部的输入信号,可以是电流、电压、光信号等。
输入信号的特点决定了编码器的适合范围和工作方式。
2. 编码部份:编码部份是编码器的核心部份,它将输入信号转换成特定的编码形式。
常见的编码方式有脉冲编码、格雷码、二进制编码等。
不同的编码方式适合于不同的应用场景。
3. 输出部份:输出部份将编码部份生成的编码信号转换成输出信号,可以是电流、电压、光信号等。
输出信号的特点决定了编码器的输出方式和使用方式。
二、编码器的工作方式编码器的工作方式主要分为绝对编码和增量编码两种。
1. 绝对编码:绝对编码器可以直接读取出物体的精确位置信息,不需要通过计数或者复位等操作。
它的工作原理是将每一个位置对应一个惟一的编码,通过读取编码信号来确定物体的位置。
绝对编码器通常具有高精度和高分辨率的特点,适合于对位置要求较高的应用。
2. 增量编码:增量编码器通过计数脉冲的方式来确定物体的位置。
它的工作原理是将物体的运动转换成脉冲信号,通过计数脉冲的数量和方向来确定物体的位置和运动状态。
增量编码器通常具有较低的成本和较简单的结构,适合于对位置要求不太严格的应用。
三、编码器的应用领域编码器广泛应用于各个领域,以下是一些常见的应用领域:1. 自动控制系统:编码器可以用于测量和控制机械设备的位置、速度和角度等参数,实现精确的运动控制。
2. 通信系统:编码器可以用于数字通信系统中的信号编码和解码,实现信息的传输和处理。
3. 数码产品:编码器可以用于数码相机、数码音乐播放器等产品中的位置和控制功能,提供更好的用户体验。
分别说明绝对式和增量式光电编码器的工作原理(一)
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分别说明绝对式和增量式光电编码器的工作原理(一)光电编码器的工作原理1. 引言光电编码器是一种将机械运动转换为电子信号的装置,广泛应用于自动化控制系统中。
其中,绝对式光电编码器和增量式光电编码器是两种常见的类型。
本文将逐步介绍它们的工作原理。
2. 绝对式光电编码器的工作原理传感器阵列绝对式光电编码器通过使用一个传感器阵列来确定位置。
该传感器阵列由一系列光电接收器组成,每个光电接收器都能检测到固定位置上的光线。
光源和缝隙绝对式光电编码器中,存在一个光源和一个旋转的光学光栅。
在光栅上有一些精确的缝隙,当旋转时,光线可以穿过缝隙到达传感器阵列。
信号解码当光线穿过缝隙时,光电接收器会感知到光信号的存在,然后将其转换为相应的电信号。
所经过的缝隙数量和光栅的起始位置决定了相应的编码值。
原始位置计算通过检测光线通过光栅的缝隙,可以计算出初始位置,即将光栅与传感器阵列的位置进行匹配。
在之后的运动中,光栅的旋转会导致光线通过不同的缝隙,从而使传感器阵列能够不断更新位置信息。
绝对位置计算根据光线通过的缝隙数量,可以计算出绝对位置。
每个缝隙对应一个特定的编码值,通过将这些编码值进行组合和分析,可以准确地确定光栅所处的绝对位置。
优势与应用绝对式光电编码器具有高精度、高分辨率和迅速的位置检测能力,适用于需要准确位置反馈的应用,如机器人控制、数控机床等。
3. 增量式光电编码器的工作原理传感器和光栅增量式光电编码器也包括传感器和光栅两部分。
在增量式编码器中,光栅的缝隙数量相对较少,通常为两个。
光信号计数当光线通过光栅时,传感器会检测到信号的变化。
光线从一个缝隙穿过时,信号计数器会进行加一操作;而当光线从另一个缝隙穿过时,信号计数器会进行减一操作。
脉冲输出增量式光电编码器的输出信号是一个脉冲信号,在光栅旋转时,信号计数器会根据光线通过光栅的缝隙数量变化而产生相应的脉冲输出。
相对位置计算根据脉冲信号的数量和方向,可以计算出光栅的相对位置。
旋转编码器原理是什么?增量式编码器和绝对式编码器有什么区别?
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旋转编码器原理是什么?增量式编码器和绝对式编码器有什么区别?先给出结论,最重要的区别在于:增量式编码器没有记忆,断电重启必须回到参考零位,才能找到需要的位置,而绝对式编码器,有记忆,断电重启不用回到零位,即可知道目标所在的位置。
接下来细说一下,主要包含如下的内容:1.增量式旋转编码器的工作原理是什么?2.绝对式旋转编码器的工作原理是什么?3.增量式和绝对式旋转编码器有哪些不同?4.单圈绝对式和多圈绝对式编码器有什么不同?5.选择编码器,需要考虑的最重要的因素有哪3点?6.编码器的实际应用举例。
1.电机屁股那点事作为机械设计人员,我们在选电机时,非常注重电机的扭矩和尺寸,因为这直接决定了电机是否能按规定的运动模式拖动负载,能不能很好地布置在有限的空间之中。
但在精密机械设计中,其实还有一个和扭矩及尺寸同等重要的参数,那就是分辨率。
说起分辨率,很多时候,在电机参数中,可以看到一组数据,例如2000Count/Turn=2000脉冲/圈,和17bit/33bit等。
对旋转电机有所了解的朋友都知道,2000C/T,这其实是说,这个电机带有一个增量式编码器,转一圈对应着2000个脉冲,所以该编码器的分辨率是360/2000=0.18度。
由于相对式编码器通常可以做4倍频(后面我会解释为什么),所以2000C/T的分辨率可以变成0.18°/4=0.045度。
而17bit/33bit则是在说,这个电机带有一个17位的多圈绝对编码器。
那么问题来了,绝对式编码器和增量式编码器原理上有什么区别?应用上有什么区别?绝对式编码器为什么用二进制表示分辨率?单圈和多圈绝对式编码器有什么区别?我想,弄清楚这几个问题,对于电机或者需要用到旋转编码器的地方,心里就不会像过去那样模模糊糊,而是会清晰明了地,直接选择合适的编码器。
这也是我本次理清编码器这个基本概念的目的。
2. 旋转编码器的类型和优缺点现在市面上通常有三种编码器:光学编码器(Optical Encoder),磁编码器(Magnetic Encoder),和电容式编码器(Capacitive Encoder)。
编码器—搜狗百科
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编码器—搜狗百科主要分类编码器可按以下方式来分类。
1、按码盘的刻孔方式不同分类[1]编码器(1)增量型:就是每转过单位的角度就发出一个脉冲信号(也有发正余弦信号,编码器然后对其进行细分,斩波出频率更高的脉冲),通常为A相、B相、Z相输出,A相、B相为相互延迟1/4周期的脉冲输出,根据延迟关系可以区别正反转,而且通过取A相、B相的上升和下降沿可以进行2或4倍频;Z相为单圈脉冲,即每圈发出一个脉冲。
(2)绝对值型:就是对应一圈,每个基准的角度发出一个唯一与该角度对应二进制的数值,通过外部记圈器件可以进行多个位置的记录和测量。
2、按信号的输出类型分为:电压输出、集电极开路输出、推拉互补输出和长线驱动输出。
3、以编码器机械安装形式分类(1)有轴型:有轴型又可分为夹紧法兰型、同步法兰型和伺服安装型等。
(2)轴套型:轴套型又可分为半空型、全空型和大口径型等。
4、以编码器工作原理可分为:光电式、磁电式和触点电刷式。
工作原理编码器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。
分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率,也称解析分度、或直接称多少线,一般在每转分度5~10000线。
主要作用编码器它是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器,这些脉冲能用来控制角位移,如果编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起,也可用于测量直线位移。
伺服电机使用的编码器-增量式和绝对式之探究
![伺服电机使用的编码器-增量式和绝对式之探究](https://img.taocdn.com/s3/m/6aae0ee4f705cc175527099f.png)
线、位、分辨率、增量式、绝对式:线:编码器光电码盘的一周刻线,增量式码盘刻线可以10线100线、2500线的刻线,只要你码盘能刻得下,可任意选数;绝对值码盘其码盘刻线因格雷码的编排方式,决定其基本是2的幂次方线,如256线、1024线、8192线等。
但绝对值码盘也有特别的格雷余码输出的,如360线、720线、3600线等。
位:2的n次方,由于绝对值码盘常常是2的幂次方线输出,所以,大部分的绝对值码盘是以“位”来表达,但也有例外,如360线、720线、3600线的(格雷余码)。
增量值编码器也有用位来表示的,如15位、17位,其是通过内部细分,将计算的线数倍增后,一般大于10000线了,就用“位”来表达。
分辨率:编码器可以分辨的角度,对于一般计算,以360度/刻线数计算,目前大部分就直接用多少线来表达了。
但这样就有一些概念的混淆,如增量值编码器,如用上A/B两相的四倍频,2500线的,分辨率实际可以是360/10000的,如果内部细分计算的“线”可以更多,达到15位、17位的,所以,常常的增量编码器用“线”来表达的,代表还没有倍频细分,用“位”来表达的,是已经细分过的了。
增量式:码盘内刻线是两道:A/B,Z,通过数线累加(增量)计算旋转角度,有的增加了U\V\W,将编码器通过120度的分割,分成三个区来判断位置,称为混合型编码器。
有的通过内部细分电路,提高分辨“线”,并用内部电池记忆及用“位”来表达,常常混称为“绝对值”,实际应该是“伪绝对”。
绝对式:码盘内刻线是n道,以2,4,8,16。
编排组合,读数是以“0”“1”编码方式光盘直接读取,而非累加,故不受停电、干扰影响。
至于增量绝对哪个分辨率及精度更高,如果是实际的码盘刻线,绝对值码盘分辨“数”可以是增量码盘的一倍,如果是倍频技术,那增量值码盘分辨"数”又可以大于绝对值,但注意,我用的是“分辨数”,不代表精度,因为细分倍频是电气模拟技术,并不改善精度,精度是由码盘刻线、轴的机械安装、电气的响应综合因数决定的。
编码器的分类
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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.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度,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。
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。
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。
绝对值编码器
![绝对值编码器](https://img.taocdn.com/s3/m/a50793e716fc700aba68fc26.png)
增量型编码器与绝对型编码器的区分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。
分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率,也称解析分度、或直接称多少线,一般在每转分度5~10000线。
信号输出:信号输出有正弦波(电流或电压),方波(TTL、HTL),集电极开路(PNP、NPN),推拉式多种形式,其中TTL为长线差分驱动(对称A,A-;B,B-;Z,Z-),HTL也称推拉式、推挽式输出,编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。
信号连接—编码器的脉冲信号一般连接计数器、PLC、计算机,PLC和计算机连接的模块有低速模块与高速模块之分,开关频率有低有高。
如单相联接,用于单方向计数,单方向测速。
A.B两相联接,用于正反向计数、判断正反向和测速。
A、B、Z三相联接,用于带参考位修正的位置测量。
A、A-,B、B-,Z、Z-连接,由于带有对称负信号的连接,电流对于电缆贡献的电磁场为0,衰减最小,抗干扰最佳,可传输较远的距离。
对于TTL的带有对称负信号输出的编码器,信号传输距离可达150米。
对于HTL的带有对称负信号输出的编码器,信号传输距离可达300米。
绝对编码器和增量型编码器有何不同?
![绝对编码器和增量型编码器有何不同?](https://img.taocdn.com/s3/m/913a8d25fe00bed5b9f3f90f76c66137ef064f70.png)
绝对编码器和增量型编码器有何不同?上一篇文章我们讲解了编码器(encoder)的工作原理,并且对增量型编码器进行了详细介绍。
今天这篇文章我们来讨论下编码器的另一种类型:绝对编码器(absoluteencoder)。
顾名思义,绝对编码器是能输出绝对值的一种编码器。
我们知道,编码器的组成包括:连接轴,码盘,光源和输出电路等,绝对编码器的码盘与相对编码器有很大的不同,请看下图:左边是绝对编码器的码盘,右边是增量型编码器的码盘。
可以看出,增量型编码器码盘的光栅是均匀分布的,而绝对编码器的码盘被分成了很多大小不等的带,下面这张图也许能看的更清楚一些:绝对编码器(Absoluteencoder)输出的是一组二进制数的编码,它的码盘被分成很多同心的通道,每一个通道,称为一个“码道”。
每一个码道都有一个单独的输出电路,用来表示一个二进制的位。
比如上图中:最外边的码道表示第0位(Bit0),往里依次是第1位(Bit1)、第2位(Bit2)和第3位(Bit3)。
码道的数目越多,能测量的范围就越大。
下图是码盘转动时,码道输出电路的波形图:绝对编码器可分为单转型和多转型。
单转型能测量一圈内的绝对位置,适用于角位移的测量;多转型能测量的转数取决于编码器的设计,一般用于测量长度及确定在某一长度内的准确位置。
绝对编码器和增量型编码器主要存在如下几点不同:1)增量型编码器输出的是脉冲信号,而绝对编码器输出的是一组二进制的数值;2)增量型编码器不具有断电保持功能,而绝对编码器断电后数据可以保存;3)增量型编码器的转数不受限制,而绝对编码器不能超过转数的量程;4)增量型编码器相对便宜些;记住一条:码盘的不同,是绝对编码器和增量型编码器的最大区别。
另外,目前工业上使用的编码器很多都支持总线方式的输出(比如Profinet),这些集成了总线接口的编码器,可以直接通过总线的方式进行访问,非常方便。
绝对值编码器概述
![绝对值编码器概述](https://img.taocdn.com/s3/m/a7e37e201fb91a37f111f18583d049649b660ebc.png)
绝对值编码器概述
绝对值编码器是一种常用的位置传感器,它的作用是检测相对于它的基准位置的位置变化。
绝对值编码器是一种高精度、非接触式、提供定位信息的位置传感器,具有基准保持功能,可提供高精度的非接触测量和定位。
绝对值编码器分为多种类型,其中比较常用的有光电绝对值编码器、增量编码器和电子式绝对值编码器等。
1.光电绝对值编码器
光电绝对值编码器是绝对式位置传感器中最常见的一种,它具有大便捷性、高精度、高性能以及耐环境性好等优点。
光电绝对值编码器采用LED和光电二极管组成光学系统,具有高精度、较宽的工作温度范围、外形小巧,可连接大多数控制系统。
此外,此类编码器也有一定的磁抗性,它的工作原理是在一个编码轮上刻有128个编码片,其中每一片由一个逐渐改变的编码码分别控制LED和光电二极管的电流。
从而,可以扫描出128个编码片,根据不同的编码片来判断它所处的位置。
2.增量编码器
增量编码器是一种常用的基于原点的位置传感器,它通过检测编码轮上的编码片来判断旋转角度,从而确定它所处的位置。
编码器工作原理--增量式和绝对式
![编码器工作原理--增量式和绝对式](https://img.taocdn.com/s3/m/ebec520c6ad97f192279168884868762caaebbad.png)
编码器工作原理--增量式和绝对式编码器(encoder)是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。
编码器把角位移或直线位移转换成电信号,前者称为码盘,后者称为码尺。
01编码器结构编码器主要是由码盘(圆光栅、指示光栅)、机体、发光器件、感光器件等部件组成。
1、圆光栅是由涂膜在透明材料或刻画在金属材料上的成放射状的明暗相间的条纹组成的。
一个相邻条纹间距称为一个栅节,光栅整周栅节数就是编码器的脉冲数(分辨率)。
2、指示光栅是一片固定不动的,但窗口条纹刻线同圆光栅条纹刻线完全相同的光栅片。
3、机体是装配圆光栅,指示光栅等部件的载体。
4、发光器件一般是红外发光管。
5、感光器件是高频光敏元件;一般有硅光电池和光敏三极管。
02工作原理按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。
1增量式编码器增量式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。
工作原理图增量码盘的优缺点优点:精度高(可用倍频电路进一步提高精度);构造筒单,成本较低既适合测角也适合测速无接触测量,可靠性高,寿命长。
缺点:开机后先要寻零,在脉冲传输过程中,干扰产生累计误差需要计数器、速度受到一定限制。
使用注意事项1、考虑寻零问题2、考虑可能出现因干扰引起的累计误差3、考虑最大转速和分辨率矛盾4、考虑计数器溢出问题2绝对式脉冲编码盘绝对式脉冲编码盘是一种绝对角度位置检测装置,它的位置输出信号是某种制式的数码信号,它表示位移后所达到的绝对位置,要用起点和终点的绝对位置的数码信号,经运算后才能得到位移量的大小。
结构三大部分,旋转的码盘、光源和光申敏感元件。
光学码道,每个码道上按一定规律分布着透明和不透明区工作原理光源的光通过光学系统,穿过码盘的透光区被窄缝后面的光敏元件接收,输出为“1”;若被不透明区遮挡,光敏元件输出为“0”。
各个码道的输出编码组合就表示码盘的转角位置。
增量式编码器与绝对式编码器的区别
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增量式编码器与绝对式编码器的区别增量式 增量式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,按照⼯作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。
增量式编码器转轴旋转时,有相应的脉冲输出,其旋转⽅向的判别和脉冲数量的增减借助后部的判向和计数器来实现。
其计数起点任意设定,可实现多圈⽆限累加和。
还可以把每转发出⼀个脉冲的Z信号,作为参考零位。
编码器轴转⼀圈会输出固定的脉冲,脉冲数由编码器光栅的线数决定。
需要提⾼分辨率时,可利⽤ 90 度相位差的 A、B两路信号对原脉冲数进⾏倍频,或者更换⾼分辨率编码器。
绝对式编码器 绝对式编码器是直接输出数字的,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,相邻码道的扇区数⽬是双倍关系,码盘上的码道数是它的⼆进制数码的位数,在码盘的⼀侧是光源,另⼀侧对应每⼀码道有⼀光敏元件,当码盘处于不同位置时,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到⼀个固定的与位置相对应的数字码。
显然码道必须有N条码道。
⽬前国内已有16位的绝对编码器产品。
增量式编码器与绝对式编码器的区别 ⼀、性质不同 1、增量式编码器: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。
2、绝对式编码器:因其每⼀个位置绝对唯⼀、抗⼲扰、⽆需掉电记忆,已经越来越⼴泛地应⽤于各种⼯业系统中的⾓度、长度测量和定位控制。
⼆、原理不同 1、增量式编码器:在⼀个码盘的边缘上开有相等⾓度的缝隙(分为透明和不透明部分),在编码器两侧安装光源和感光元件。
当码盘随⼯作轴旋转时,每旋转⼀个槽,光影都会发⽣变化。
经过整形放⼤后,可以得到⼀定幅度和功率的电脉冲输出信号,脉冲数等于旋转的槽数。
脉冲信号被发送到计数器进⾏计数,从测量的数字可以知道圆盘旋转的⾓度。
绝对编码器与增量编码器的区别
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一、光电编码器:光电编码器是集光、机、电技术于一体的数字化传感器,可以高精度测量被测物的转角或直线位移量;增量式旋转编码器定义:用光信号扫描分度盘分度盘与转动轴相联,通过检测、统计信号的通断数量来计算旋转角度增量式旋转编码器的特点:1编码器每转动一个预先设定的角度将输出一个脉冲信号,通过统计脉冲信号的数量来计算旋转的角度,因此编码器输出的位置数据是相对的;2由于采用固定脉冲信号,因此旋转角度的起始位可以任意设定;3由于采用相对编码,因此掉电后旋转角度数据会丢失需要重新复位;增量式编码器综述特点:数字编码, 根据旋转角度输出脉冲信号;根据旋转脉冲数量可以转换为速度选型: - 旋转一周对应的脉冲数 256, 512, 1024, 2048;输出信号类型 TTL, HTL, push-pull mode;电压类型 5V, 24V;最大分辨速度优点:分辨能力强;测量范围大;适应大多数情况缺点:断电后丢失位置信号;技术专有,兼容性较差绝对式旋转编码器定义:用光信号扫描分度盘分度盘与传动轴相联上的格雷码刻度盘以确定被测物的绝对位置值,然后将检测到的格雷码数据转换为电信号以脉冲的形式输出测量的位移量绝对式旋转编码器的特点:1)在一个检测周期内对不同的角度有不同的格雷码编码,因此编码器输出的位置数据是唯一的;2因使用机械连接的方式,在掉电时编码器的位置不会改变,上电后立即可以取得当前位置数据;3检测到的数据为格雷码,因此不存在模拟量信号的检测误差;绝对式编码器综述特点:数字编码, 根据旋转角度输出脉冲信号;根据输出的脉冲信号可以转化为速度.选型:单编码盘 / 多编码盘测量一个或二个旋转变量;代码格雷码, BCD码, 二进制码信号传输方式并口, 串口;分辨率;最大旋转速度优点:1 结构简单2角行程编码通过旋转轴获得3线性编码激光远距离测量4掉电不影响编码数据的获得5最大24位编码缺点:比较贵混合式旋转编码器定义:用光信号扫描分度盘分度盘与转动轴相联,通过检测、统计光信号的通断数量来计算旋转角度,同时输出绝对旋转角度编码与相对旋转角度编码混合式旋转编码器的特点:具备绝对编码器的旋转角度编码的唯一性与增量编码器的应用灵活性。
编码器工作原理
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编码器工作原理编码器是一种常见的电子设备,用于将物理量转化为数字信号或者编码信号。
它广泛应用于各种领域,如自动化控制、通信、测量等。
本文将详细介绍编码器的工作原理及其常见类型。
一、工作原理编码器的工作原理基于信号的脉冲计数。
它通过感知或者测量物理量的变化,并将其转化为脉冲信号输出。
这些脉冲信号可以用来测量位置、速度、角度等物理量。
编码器通常由两个主要部份组成:传感器和信号处理器。
1. 传感器:传感器是编码器的核心部份,它负责感知或者测量物理量的变化。
常见的编码器传感器包括光电传感器、磁传感器和电容传感器等。
这些传感器可以根据不同的工作原理将物理量转化为电信号。
以光电传感器为例,它通常由发光二极管和光敏元件组成。
发光二极管发出光束,光敏元件接收到反射回来的光信号。
当物体经过光束时,光敏元件会感受到光的变化并产生电信号。
通过测量光敏元件接收到的光信号的变化,可以确定物体的位置或者运动状态。
2. 信号处理器:信号处理器负责接收传感器输出的电信号,并将其转化为数字信号或者编码信号。
常见的信号处理器包括计数器、微处理器和专用编码器芯片等。
计数器是一种简单的信号处理器,它通过计算脉冲信号的数量来测量物理量的变化。
计数器可以直接将脉冲信号转化为数字信号输出,用于测量位置或者运动的绝对值。
微处理器是一种更复杂的信号处理器,它可以对传感器输出的信号进行进一步处理和解码。
微处理器可以通过编程来实现不同的功能,如测量位置、速度、方向等。
专用编码器芯片是一种集成为了多种功能的信号处理器。
它可以实现高精度的测量和编码功能,并提供多种接口和通信协议。
二、常见类型根据编码器的工作原理和输出信号类型,可以将编码器分为以下几种常见类型:1. 绝对编码器:绝对编码器可以直接测量物体的绝对位置。
它通常具有多个输出通道,每一个通道对应一个位置值。
绝对编码器的输出信号可以是二进制码、格雷码或者绝对值码。
由于绝对编码器可以直接读取位置值,因此它在需要精确测量位置的应用中非往往见。
增量与绝对值区别
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一、旋转编码器的原理和特点:旋转编码器是集光机电技术于一体的速度位移传感器。
当旋转编码器轴带动光栅盘旋转时,经发光元件发出的光被光栅盘狭缝切割成断续光线,并被接收元件接收产生初始信号。
该信号经后继电路处理后,输出脉冲或代码信号。
其特点是体积小,重量轻,品种多,功能全,频响高,分辨能力高,力矩小,耗能低,性能稳定,可靠使用寿命长等特点。
1、增量编码器: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。
2、绝对型编码器:绝对编码器光码盘上有许多道光通道刻线,每道刻线依次以2线、4线、8线、16 线……编排,这样,在编码器的每一个位置,通过读取每道刻线的通、暗,获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码(格雷码),这就称为n 位绝对编码器。
这样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的,它不受停电、干扰的影响。
绝对编码器由机械位置决定的每个位置是唯一的,它无需记忆,无需找参考点,而且不用一直计数,什么时候需要知道位置,什么时候就去读取它的位置。
这样,编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。
从上面的描述可以看出:两者各有优缺点,增量型编码器比较通用,大多场合都用这种。
从价格看,一般来说绝对型编码器要贵得多,而且绝对型编码器有量程范围,所以一般在特殊需要的机床上应用较多而已。
二、输出信号1、信号序列一般编码器输出信号除A、B两相(A、B两通道的信号序列相位差为90度)外,每转一圈还输出一个零位脉冲Z。
当主轴以顺时针方向旋转时,按下图输出脉冲,A通道信号位于B通道之前;当主轴逆时针旋转时,A通道信号则位于B通道之后。
绝对值编码器和增量编码器的工作原理
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绝对值编码器与增量编码器的工作原理详解在数字信号处理和电子工程中,绝对值编码器和增量编码器是常用的编码器类型。
它们分别用于将模拟信号转换成数字信号,并在控制系统和测量系统中发挥重要作用。
本文将对绝对值编码器和增量编码器的工作原理进行详细解释。
1. 绝对值编码器绝对值编码器(Absolute Encoder)是一种用于测量系统位置的设备。
它通过将设备位置与一个确定的参考点进行比较,然后输出一个表示当前位置的二进制码。
绝对值编码器不需要在启动时进行归零操作,它可以直接输出当前位置信息,因此被广泛应用于需要精确定位的应用场景,如机器人控制、数控机床和自动化工业系统等。
工作原理绝对值编码器通常由一个固定的编码盘和一个与编码盘同轴的旋转轴构成。
编码盘上通常有一些刻痕,这些刻痕被称为光栅线。
每个光栅线上通常有一个光电传感器来检测光栅线的状态。
通常采用的光电传感器有两种类型:光电二极管(Photodiode)和光电传感器阵列(Photoelectric Sensor Array)。
当编码盘旋转时,光栅线会遮挡或透过光电传感器,从而使得光电传感器的输出状态发生变化。
每个光栅线上的光电传感器组成了一个二进制码的一位。
通过检测多个光栅线的状态改变,可以组合成一个表示当前位置的二进制码。
一种常见的绝对值编码器是自然二进制绝对值编码器(Natural Binary Absolute Encoder)。
它的工作原理如下:1.编码盘上的光栅线被划分为多个等宽的区域。
2.每个区域上的光电传感器会在光栅线通过时产生一个高电平信号。
3.将光电传感器的状态编码成二进制位,例如高电平表示1,低电平表示0。
4.根据每个光电传感器的状态生成一个二进制位序列,这个序列表示当前位置。
优缺点绝对值编码器具有以下优点:•可以直接输出位置信息,不需要在启动时进行归零操作。
•精确度高,可以实现高分辨率的位置测量。
•具有抗干扰能力强、抗磨损性能好等特点。
常见编码器分类及特点
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常见编码器分类及特点按照运动部件的运动方式来分:1、旋转式(容易做成封闭式、小型化。
可以借助机械机构变换成直线运动,如丝杠)2、直线式(实际中应用很少)旋转编码器从脉冲对应位置(角度)的关系来分:1、增量式编码器2、绝对式编码器3、伪绝对式编码器增量式编码器:分辨率单位为PPR(pulse per revolution)如2500PPR,说明分辨率为每圈2500个脉冲,即360°对2500个脉冲。
假如伺服电机要相对原位置转270°,需要2500×270/360=1875个脉冲。
增量式编码器只控制相对位移量,容易造成误差累积。
断电后会造成当前位置信息丢失。
重新上电后需执行回原点(定位控制参考点)操作。
绝对式编码器:分辨率单位为Bit如17Bit,相当于360°被等分成2的17次方份。
转轴的任意位置都能读出一个固定的、与位置相对应二进制编码(二进制码、格雷码、BCD 码等)。
断电后位置不会丢失,无累积误差。
绝对式编码器只能在单圈范围(360°以内)进行位置检测,后来的多圈编码器(带表示转动圈数的码盘)解决了该问题。
多圈编码器在安装时不必费劲找零点,将某一中间位置作为起始点即可。
绝对式编码器输出的多位数码,其与PLC连接有并行输出(接到PLC输入口,一位数据一线)、串行输出两种。
伪绝对式编码器:在日系伺服控制系统里比较常见。
中心码盘仍然是增量式,在此基础上仿造多圈绝对式编码器增加了记录中心码盘旋转圈数的附加码盘。
位置数据:圈数、增量脉冲数。
需加后备电池和存储器。
在首次开机、电池未及时更换、传输线断开时都必须重新进行一次原点回归(对零点脉冲固定)操作。
怎么区分增量编码器和绝对值编码器
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怎么区分增量编码器和绝对值编码器
区分一个编码器是增量编码器还是绝对值编码器,最好的办法还是看生产厂家的选型手册,因为编码器涉及许多参数,比如:外壳的防护等级,编码器轴的尺寸,法兰形式及连接形式,输出电路及输出信号,脉冲数等等,有时可能因为一个字母不同就不能使用。
但要单纯判断增量编码器还是绝对值编码器,有个经验就是:看一下铭牌上的接线图,增量编码器通常为8根线,接线符号为:u、gnd、a、a(反)、b、b(反)、z或o、z或o(反)。
绝对值编码器通常线数较多(用双色花线表示),接线符号为:u、gnd、2 、2 、2 、、2 、2 、2 、2 、、2 、2 ……
以上只是通用的编码器,编码器还有许多类型,购买时还是查阅生产厂家的选型手册为准。
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绝对编码器与增量编码
器的区别
文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
一、光电编码器:光电编码器是集光、机、电技术于一体的数字化传感器,可以高精度测量被测物的转角或直线位移量。
增量式旋转编码器
定义:用光信号扫描分度盘(分度盘与转动轴相联),通过检测、统计信号的通断数量来计算旋转角度
增量式旋转编码器的特点:
1)编码器每转动一个预先设定的角度将输出一个脉冲信号,通过统计脉冲信号的数量来计算旋转的角度,因此编码器输出的位置数据是相对的;
2)由于采用固定脉冲信号,因此旋转角度的起始位可以任意设定;
3)由于采用相对编码,因此掉电后旋转角度数据会丢失需要重新复位。
增量式编码器综述
特点:数字编码, 根据旋转角度输出脉冲信号;根据旋转脉冲数量可以转换为速度
选型: - 旋转一周对应的脉冲数 (256, 512, 1024, 2048);输出信号类型 (TTL, HTL, push-pull mode);电压类型 (5V, 24V);最大分辨速度
优点:分辨能力强;测量范围大;适应大多数情况
缺点:断电后丢失位置信号;技术专有,兼容性较差
绝对式旋转编码器
定义:用光信号扫描分度盘(分度盘与传动轴相联)上的格雷码刻度盘以
确定被测物的绝对位置值,然后将检测到的格雷码数据转换为电信号以
脉冲的形式输出测量的位移量
绝对式旋转编码器的特点:
1)在一个检测周期内对不同的角度有不同的格雷码编码,因此编码器输出的位置数据是唯一的;
2)因使用机械连接的方式,在掉电时编码器的位置不会改变,上电后立
即可以取得当前位置数据;
3)检测到的数据为格雷码,因此不存在模拟量信号的检测误差;
绝对式编码器综述
特点:数字编码, 根据旋转角度输出脉冲信号;根据输出的脉冲信号可以
转化为速度.
选型:单编码盘 / 多编码盘 (测量一个或二个旋转变量);代码 (格雷码, BCD码, 二进制码)
信号传输方式 (并口, 串口);分辨率;最大旋转速度
优点:1)结构简单2)角行程编码 (通过旋转轴获得)3)线性编码 (激
光远距离测量)4)掉电不影响编码数据的获得5)最大24位编码
缺点:比较贵
混合式旋转编码器定义:用光信号扫描分度盘(分度盘与转动轴相
联),通过检测、统计光信号的通断数量来计算旋转角度,同时输出绝
对旋转角度编码与相对旋转角度编码
混合式旋转编码器的特点:具备绝对编码器的旋转角度编码的唯一性与增量编码器的应用灵活性。