旋转编码器是在现代生产生活中已经是一种常用的解决方案了,主要应用于测量旋转轴的速度、运动方向或位置。旋转编码器有不同的类型划分,主要常用的有两种绝对值和增量式。它们的主要区别在哪里呢?我们又应该如何选择呢?艾迪科电子为大家做详细介绍。国产绝对值编码器_磁编码器厂家_伺服编码器_旋转编码器-艾迪科电子
编码器工作原理
绝对编码器从字面意思就可以看出,该产品会直接输出正在测量的轴的确切位置。因为它每个旋转点位置都是唯一的,并且在码盘上有刻值。码盘上唯一代码的数量决定了位置的表示精度。编码器开始运行的时候,就会利用光学、电容式或磁性等类型传感器读取代码,然后转换成有效的输出信号。而且,不需要建立参考点,传感器可以直接确定位置,就算编码器突然断电了,也能持续跟踪位置。
图1
图 1:绝对编码器的码盘为每个位置提供唯一代码,从而实现有效的即时输出,并确定编码器的分辨率。
编码器是以位表示分辨率的,对应于一圈内的唯一数据字数量。而绝对编码器同时又可以为单圈和多圈两种类型,单圈只能提供一圈 (360°) 的位置数据,并且在轴的每一圈旋转中重复提供。多圈类型包含一个转数计数器,能让编码器不仅输出轴位置,同时还能输出圈数。
下面是增量编码器:根据轴旋转时产生的脉冲来工作。输出通常是两个相位差为 90° 的方波,并且需要额外的电路对这些脉冲进行跟踪或计数。
图2
图 2:增量编码器产生具有 90° 相位差的脉冲波形。
增量编码器的分辨率是依靠脉冲来表示的,相当于任一方波输出的高脉冲数。图2可以看出,其中有四个不同的重复脉冲输出状态。因此,与绝对值编码器相比,增量编码器必须有一个已知的参考位,这样才能提供精确位置。这个“起始”位置就是编码器的索引脉冲。然后通过跟踪旋转中相对索引脉冲的增量变化,以此来确定轴的绝对位置。每次开启编码器或者编码器断电重启之后,都要进行这一操作,因此轴必须处于旋转状态才能获得位置信息。这一过程获取位置信息的速度不及绝对编码器,因为后者无需初始旋转。
绝对式还是增量式:选择标准
绝对编码器的运行原来比增量式的更加复杂,所以它的价格也高。虽然价格差正在逐步地缩小,但增量编码器这种低成本产品,通常更适合需求简单的速度、方向或相对位置监控。除此之外,绝对值编码器更先进,是更优秀的选择。
绝对编码器的主要优点,它会维持轴的位置,所以即时获取位置数据非常容易,根本就不需要校准。这样整个系统的运行更加快捷。
根据不同的使用场景选用不同类型的编码器,有一种场景必须选用绝对值,就是在编码器启动的时候,在任何机构激活或移动之前需要立即获得位置信息。例如,如果从起始位置沿错误的方向旋转轴,可能会损坏设备或对用户造成危险。
此外,因为绝对值编码器提供的是实时位置,因此数字系统可通过中央通信总线轮询编码器,这样获取位置的延迟就非常小。而使用增量编码器来跟踪位置难度是比较大的,它接的是外部电路,使用正交解码跟踪所有脉冲,这会增加设备的负荷,尤其是一对多个编码器的时候。
图3
图 3:绝对编码器为每个码盘位置生成唯一数码“字”,相当于我们所说的分辨率。
另外一个优势是,因为使用绝对编码器不同于增量的脉冲计数形式,绝对值受到电气干扰相对较小,绝对编码器允许系统二进制输出,或以数字方式从串行总线读取经过错误校验的代码,以此来确定位置。
此外,在同时使用多个编码器的情况下,绝对值编码器更简单。例如工厂的自动化生产等。相反,监控多个增量编码器的话就相对复杂困难了,而从绝对编码器读取的信息更易于解释,特别是当它们连接到同一条中央通信总线时。
绝对编码器的机遇
通过以上介绍,对绝对值和增量式两种编码器应该有了一个基本的认识。我们继续介绍一下绝对值编码器的应用范围。
机器人控制领域是一个快速发展的领域。他现在应用于众多行业,其中在医疗行业就有广泛的应用,例如远程手术需要依赖大量的精确位置信息来监视和控制手术机器人的机械臂,另外还有众多工业使用案例,像制造业的自动装配、焊接、涂料喷涂等更多。或许在不远的将来,机器人或许会走进我们的家庭生活上,这些设备他们都离不开绝对值编码器的所提供的保障。国产绝对值编码器_磁编码器厂家_伺服编码器_旋转编码器-艾迪科电子