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编码器类型:完整指南

  • 发表时间:2021-08-24 08:42:31
  • 来源:编码器类型
  • 人气:25

关于编码器的类型,精密控制在需要电机的应用中至关重要。当您的电路出现精密控制问题时,首先想到的是步进电机。

然而,并非所有情况都需要这种极端措施。因此,如果您需要对旋转电机轴等较小的项目进行精确控制,那么您正在阅读正确的文章。

解决这些问题的一个简单方法是编码器电机。

编码器是解决精密控制问题的更便宜、更简单的解决方案。但是,可能很难理解它是如何工作的。

幸运的是,我们写这篇文章是为了向您展示编码器的工作原理、类型和各种应用程序。

你准备好了吗?让我们潜入吧!

什么是编码器电机

如果您遇到步进电机效率低下且成本高昂的情况 - 编码器电机就是您所需要的。

与步进电机不同,编码器电机的背面有一个旋转编码器,可向系统发送反馈信号。 

怎么样?嗯,它使用旋转编码器来跟踪电机轴的位置和速度。

这是最好的部分。

市场上有各种各样的编码器电机。其中一些电机是绝对式或增量式的,而另一些则是磁式或光学式的。 

换句话说,编码器的类型很大程度上取决于尺寸、形状和应用类型。

编码器图

资料来源:维基共享资源

编码器如何工作

任何带有 A 和 B 标签的旋转编码器都有两个输出。有时,这两个输出执行类似的功能,即创建信号。这些信号可以是磁性的、光学的和电阻性的。最常见的是光学编码器,它根据光的中断给出信号。

这是一个使事情更容易理解的例子。根据制造商的不同,我们可以将旋转编码器视为使用 GND 或 Vcc(公共电压集电极)制成的编码器内部的针脚。当编码器发生旋转运动时,公共端子会接触到 A 端子或 B 端子。

如果编码器顺时针旋转,触点 A 将先变高,然后是触点 B。换句话说,无论旋转方向(逆时针或顺时针)总是有 90 度相移。

双二进制编码器

资料来源:维基共享资源

此外,您可以使用微控制器轻松检测此相移。它可以帮助您确定旋转方向。执行此操作后,如果您有齿轮编码器电机,则可以增加或减少显示 RPM 或旋转度数的计数器。

电机编码器的类型

如前所述,编码器类型多种多样,具有不同的特征、形状和尺寸。但是,以下是您可以在市场上找到的主要编码器电机类型。

交流电机编码器

直流电机并不是唯一带有编码器的电机。市场上也有带编码器的交流电机。交流感应是控制系统和通用应用的常见选择。为什么?因为这样的应用寿命长,成本低。您可以在需要速度控制的车床中找到这些类型的电机。

交流电机编码器的另一个应用是机器人。在应用期间,编码器始终提供有关机器人运动的位置和路径的信息。

步进电机编码器

我们知道你在想什么。为什么步进电机要与编码器一起工作?毕竟,精确控制是步进电机最擅长的。 

但是,事实并非如此。 

虽然步进电机擅长精确控制,但编码器对步进电机的性能影响仍然很大。因此,步进电机编码器是集成了编码器的步进电机。

我们将带有编码器集成的步进电机系统称为闭环步进电机。与开环电机相比,这些电机提供更高的稳定性、平稳性并实现更高的扭矩。

步进电机编码器提供闭环反馈控制。也避免了步进电机造成的失步。此外,我们可以将步进电机编码器分为光学编码器和旋转编码器。

直流电机编码器

这些是您可以在市场上找到的最常见的编码器电机类型。通常,它是一种通用直流电机,其背面绑有磁性编码器。在前面,可能有一个齿轮组件,可降低 RPM 并增加扭矩。

此外,编码器为系统提供闭环反馈,允许您调整每分钟的旋转数和驱动器以实现精确的速度控制。

换句话说,您可以控制直流电机中的反馈速度。这是可能的,因为直流电机编码器提供了一种机制,可以让您测量转子的速度。 

伺服电机编码器

伺服电机的应用已成为液压、气动和其他一些机电运动形式的流行替代品。 

此外,您可以将带有编码器的伺服电机用于各种应用,包括工厂自动化、机器人和其他精密控制操作。

伺服电机编码器以合理的价格提供高扭矩技术、小尺寸和高效率。此外,它还是世界各地生产设施的首选。

牛逼编码器技术的YPES

根据您的应用,您可以选择不同种类的旋转编码器。

线性编码器

线性编码器在工业自动化和控制应用中很常见该设备使用线性标尺来确定其位置。 

线性编码器 

线性编码器 

来源:Flickr

在这个秤上,有一个传感器可以读取秤并确定位置。此外,数字游标卡尺是线性编码器的完美示例。 

您可以在高精度仪器中找到线性编码器,例如工业自动化工具。 

此外,您可以将线性编码器视为绝对编码器或增量编码器。

光编码器

光学编码器是此列表中使用最广泛的编码器。它的组成部分是光源、光检测器电路和编码器盘。

它是一种运动感应装置,它使用来自代码盘的光来监控轴的运动。换句话说,该编码器基于光中断提供反馈。

光学编码器

光学编码器

来源:维基共享资源

这是它的工作原理:

首先,为设备通电会打开光源。然后光源发出一束光束,该光束穿过带有图案和不透明线条的透明编码盘。 

接下来,光电探测器接收光束并做出响应。因此,此过程会产生一个正弦波形,该波形会转换为脉冲串或方波。我们称光电探测器为光探测器电路。

脉冲信号亮=开,不亮=关。然后这些信号通过电子板传输到计数器。最后,计数器发送信号并产生适当的功能(旋转、停止等)。

增量编码器

这种类型的编码器将轴的位置或角运动转换为数字或模拟代码。它使用此代码来挑选运动或位置。此外,它是最常用的旋转编码器之一。

您还可以在电机速度和定位反馈应用中使用增量编码器。此类应用包括重型、伺服/轻型和工业应用。

此外,增量编码器可提供出色的速度和距离反馈。此外,它不需要多个传感器,因此系统简单且成本较低。 

增量编码器的唯一限制是提供更改信息。为此,编码器需要使用参考设备计算运动。

增量编码器

增量编码器

绝对编码器

绝对编码器是此列表中最有趣的编码器。它测量真实或绝对角位置。与增量式编码器相反,它只计算角位置的变化。

这就是事情变得有趣的地方。

上电决定编码器是绝对编码器还是增量编码器。因此,如果编码器通过“唤醒和抖动”过程来获取其位置,则它是增量的。如果它不需要运动来输出它的位置,那么它是绝对的。

绝对式编码器可以提供数字信号或模拟信号作为其输出。这些信号包括串行同步接口 (SSI) 和 0-10v 或 4-20mA。 

角度编码器

角度编码器

来源:Flickr

编码器的应用

以下是编码器的一些不同应用:

航空航天

在恶劣的环境条件下运行时,编码器可在航空航天应用中提供高精度运动反馈。

航空航天 

航空航天 

滚珠丝杠定位

编码器在连接到驱动电机或驱动换档装置的末端时提供运动反馈。

滚珠丝杠定位

自动驾驶汽车和机器人

编码器为自动化机器人应用提供精确的运动反馈。

自动化机器人

切割 – 至 – 长度

在这里,编码器产生固定数量的脉冲。这些脉冲传送到控制器并确定行程长度。

四舍五入

为您的产品设计选择完美的编码器至关重要。这就是为什么有必要了解四种编码器技术和编码器电机之间的区别。 

编码器配置

编码器配置

资料来源:维基共享资源

随着技术的变化,确保您选择适合您的位置反馈要求的编码器。 

嗯,到此结束您需要了解的有关编码器、类型和不同应用程序的所有信息。如果您需要有关编码器的更多信息,请随时与我们联系,我们将很乐意为您提供帮助。