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德國亨士樂hengstler不銹鋼光電編碼器
常用的光電式編碼器為增量光電編碼器，亦稱光電碼盤、光電脈沖發(fā)生器、光電脈沖編碼器等，它把機械轉(zhuǎn)角變成電脈沖，是數(shù)控機床上常用的一種角位移檢測元件，也可用于角速度檢測。從名字我們能知道，光電編碼器是通過光線來檢測位置信號的。一個光電編碼器主要包含四種原件：光源（通常為LED）、傳感器、可旋轉(zhuǎn)的碼盤、遮光掩碼盤。光電編碼器的測量精度取決于它所能分辨的zui小角度，而這與碼盤圓周的條紋數(shù)有關(guān)，即分辨角α＝360°/狹縫數(shù)。如條紋數(shù)為1024，則分辨角α＝360°/1024＝0.352°。光電編碼器的輸出信號A、和B、為差動信號。差動信號大大提高了傳輸?shù)目垢蓴_能力。在數(shù)控系統(tǒng)中，常對上述信號進行倍頻處理，以進一步提高分辨力。例如，配置2000脈沖／r光電編碼器的伺服電動機直接驅(qū)動8mm螺距的滾珠絲杠，經(jīng)數(shù)控系統(tǒng)4倍頻處理后，相當(dāng)于8000脈沖／r的角度分辨力，對應(yīng)工作臺的直線分辨力由倍頻前的0.004mm提高到0.001mrn。光電式編碼器的優(yōu)點是沒有接觸磨損，碼盤壽命長，允許轉(zhuǎn)速高，而且zui外圈每片寬度可做得很小，因而精度高。缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格相對要高，光源壽命偏短。

在與被測軸同心的碼盤上刻制了按一定編碼規(guī)則形成的遮光和透光的軌道。碼盤的一邊是發(fā)光LED，另一邊則是接收光線的傳感器。碼盤隨著被測軸的轉(zhuǎn)動使得透過碼盤的光束產(chǎn)生間斷，通過光電器件的接收和電路的處理，產(chǎn)生特定電信號的輸出，再經(jīng)過數(shù)字處理可計算出位置和速度信息。在光電編碼器中每個傳感器用于一路信號的檢測。一條碼道可以配合兩個傳感器進行檢測，這兩個傳感器檢測出來的信號會有一定的相位偏差。從這組帶相位差的信號我們可以得到更多的信息比如旋轉(zhuǎn)方向。如果我們需要零位信號用于脈沖計數(shù)的校正，通常碼盤上還會有另一條軌道用于產(chǎn)生零位信號。采用光學(xué)相位陣技術(shù)的光電編碼器比傳統(tǒng)的設(shè)計更加可靠。光學(xué)相位陣技術(shù)的原理是采集多路信號的平均值作為一路信號，所以帶來的好處是采集的信號更加穩(wěn)定可靠，適合應(yīng)用在一些更復(fù)雜的環(huán)境當(dāng)中，例如采礦，重型機械等。因為在這些環(huán)境中振動和沖擊會影響傳統(tǒng)編碼器的信號采集。另外采用光學(xué)相位陣技術(shù)的編碼器在安裝精度上的要求也比傳統(tǒng)光學(xué)編碼器要低。德國亨士樂hengstler不銹鋼光電編碼器

為了適應(yīng)高速、高精度數(shù)字伺服系統(tǒng)的需要，先后又發(fā)展了高分辨率的光電脈沖編碼器?，F(xiàn)在已有使用每轉(zhuǎn)發(fā)出10萬乃至幾百萬個脈沖的編碼器，該類光電脈沖編碼器裝置內(nèi)部應(yīng)用了微處理器。光學(xué)編碼器通過特殊的設(shè)計可以達到非常高的精度，單圈分辨率也可以超過4百萬個脈沖。這些優(yōu)勢使得光學(xué)編碼器在很多對分辨率要求很高的場合占有一席之地，例如：電腦的鼠標(biāo)，復(fù)印機或是醫(yī)療機械。通過光學(xué)相位陣技術(shù)的應(yīng)用，光電編碼器也可以在更惡劣的環(huán)境中使用，例如塔基。盡管在一些惡劣的環(huán)境下我們可能會考慮磁性編碼器，但我們需要考慮一個問題：究竟是光電編碼器的精度和分辨率對我們的系統(tǒng)更重要，還是磁性編碼器的可靠性更重要。光電編碼器采用光線來識別當(dāng)前的位置。磁性編碼器的原理也類似，只不過采用磁場信號。在磁性編碼器內(nèi)部采用一個磁性轉(zhuǎn)盤和磁阻傳感器。磁性轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)會引起內(nèi)部磁場強度的變化，磁阻傳感器檢測到磁場強度的變化后再經(jīng)過電路的信號處理即可輸出信號。磁性轉(zhuǎn)盤的磁極數(shù)，磁阻傳感器的數(shù)量及信號處理的方式?jīng)Q定了磁性編碼器的分辨率。采用磁場原理產(chǎn)生信號的優(yōu)勢是磁場信號不會受到灰塵，濕氣，高溫及振動的影響。

磁性編碼器經(jīng)常也被稱為磁電式編碼器，是一種新型的角度或者位移測量裝置，其原理是采用磁阻或者霍爾元件對變化的磁性材料的角度或者位移值進行測量。磁性材料角度或者位移的變化會引起一定電阻或者電壓的變化，通過放大電路對變化量進行放大，通過單片機處理后輸出脈沖信號或者模擬量信號，達到測量的目的。磁性編碼器的結(jié)構(gòu)分為采樣檢測和放大輸出兩部分，采用檢測一般采用橋式電路來完成，有半橋和全橋兩種，放大輸出一般通過三極管和運放等器件去實現(xiàn)。同傳統(tǒng)的光電式和光柵式編碼器相比，磁性編碼器具有抗振動、抗腐蝕、抗污染、抗干擾和寬溫度的特性，可應(yīng)用于傳統(tǒng)的光電編碼器不能適應(yīng)的領(lǐng)域。磁性編碼器是專門為惡劣環(huán)境設(shè)計的編碼器，這些場合一般要求寬的溫度特性，能夠抵御強烈的振動和沖擊，很高的防護等級。除此之外，我們還擁有可靠的信號輸出電路，簡單的安裝方式，可以大大減小停工周期的損失。通常情況下用于冶金，造紙和木工機械。高性能磁性編碼器可廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、機械制造、船舶、紡織、印刷、航空、航天、雷達、通訊、軍工等領(lǐng)域。

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