編碼器是傳感器的一種,主要用來檢測機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度、位置、角度、距離和計(jì)數(shù)等,許多馬達(dá)控制均需配備編碼器以供馬達(dá)控制器作為換相、速度及位置的檢出等,應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。按照編碼器方式不同的分:
增量式編碼器
絕對式編碼器
混合式編碼器
1、增量式編碼器
增量式編碼器是每產(chǎn)生一個(gè)輸出脈沖信號就對應(yīng)于一個(gè)增量位移,它能夠產(chǎn)生與位移增量等值的脈沖信號。增量式編碼器測量的是相對于某個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的相對位置增量,而不能夠直接檢測出絕對位置信息。
增量式光電編碼器輸出 A、B 兩相相位差為 90°的脈沖信號(即所謂的兩相正交輸出信號),根據(jù) A、B 兩相的先后位置關(guān)系,可以方便地判斷出編碼器的旋轉(zhuǎn)方向。另外,碼盤一般還提供用作參考零位的 N 相標(biāo)志(指示)脈沖信號,碼盤每旋轉(zhuǎn)一周,會(huì)發(fā)出一個(gè)零位標(biāo)志信號。
2、絕對式編碼器
絕對式編碼器用不同的數(shù)碼來指示每個(gè)不同的增量位置,它是一種直接輸出數(shù)字量的傳感器。
絕對式編碼器在轉(zhuǎn)軸的任意位置都可讀出一個(gè)固定的與位置相對應(yīng)的數(shù)字碼,即直接讀出角度坐標(biāo)的絕對值。另外,相對于增量式編碼器,絕對式編碼器不存在累積誤差,并且當(dāng)電源切除后位置信息也不會(huì)丟失。
3、信號輸出
增量式光電編碼器的信號輸出有:
A 集電極開路輸出
B 電壓輸出
C 線驅(qū)動(dòng)輸出
D 推挽式輸出
3.1集電極開路輸出

NPN集電極開路輸出 : 當(dāng)邏輯 1 時(shí)輸出電壓為 0V;
PNP集電極開路輸出 :當(dāng)邏輯 1 時(shí),輸出電壓為電源電壓;
與PLC接線

3.2 電壓輸出

電壓輸出是在集電極開路輸出電路的基礎(chǔ)上,在電源和集電極之間接了一個(gè)上拉電阻,這樣就使得集電極和電源之間能有了一個(gè)穩(wěn)定的電壓狀態(tài)。
3.3 推挽式輸出
推挽式輸出方式由兩個(gè)分別為 PNP 型和 NPN 型的三極管組成,當(dāng)其中一個(gè)三極管導(dǎo)通時(shí),另外一個(gè)三極管則關(guān)斷,兩個(gè)輸出晶體管交互進(jìn)行動(dòng)作。
這種輸出形式具有高輸入阻抗和低輸出阻抗,因此在低阻抗情況下它也可以提供大范圍的電源。由于輸入、輸出信號相位相同且頻率范圍寬,因此它還適用于長距離傳輸。推挽式輸出電路可以直接與 NPN 和 PNP 集電極開路輸入的電路連接,即可以接入源型或漏型輸入的模塊中。

3.4 線驅(qū)動(dòng)輸出
線驅(qū)動(dòng)輸出接口采用了專用的 IC 芯片,輸出信號符合RS-422 標(biāo)準(zhǔn),以差分的形式輸出,因此線驅(qū)動(dòng)輸出信號抗干擾能力更強(qiáng),可以應(yīng)用于高速、長距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱龊?,同時(shí)還具有響應(yīng)速度快和抗噪聲性能強(qiáng)的特點(diǎn)。

4、西門子PLC與編碼器的兼容性

5、注意事項(xiàng)
5.1 編碼器類型:增量型編碼器還是絕對性編碼器。
5.2 輸出信號類型:對于增量型編碼確定輸出接口類型(NPN、PNP)。
5.3 信號電壓等級:確認(rèn)信號的電壓等級(DC24V、DC5V等)。
5.4 最大輸出頻率:確認(rèn)最大輸出頻率及分辨率、位數(shù)等參數(shù)。
6、判斷編碼器的好壞
6.1 NPN編碼器:用萬用表測量電源正極和信號輸出線之間的電壓
· 導(dǎo)通時(shí)輸出電壓接近供電電壓
· 關(guān)斷時(shí)輸出電壓接近 0V
6.2 PNP編碼器:用萬用表測量測量電源負(fù)極和信號輸出線之間的電壓
· 導(dǎo)通時(shí)輸出電壓接近供電電壓
· 關(guān)斷時(shí)輸出電壓接近 0V
7、四倍頻
對于增量信號,可以組態(tài)多重評估模式,包括雙重評估和四重評估。四重評估是指同時(shí)對信號 A 和B 的正跳沿和負(fù)跳沿進(jìn)行判斷,進(jìn)而得到計(jì)數(shù)值,對于四重評估的模式,因?yàn)閷σ粋€(gè)脈沖進(jìn)行了四倍的處理(四次評估),所以讀到的計(jì)數(shù)值是實(shí)際輸入脈沖數(shù)的四倍,通過對信號的多重評估可以提高測量的分辨率。

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原文標(biāo)題:脈沖量輸入——光電編碼器基礎(chǔ)
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