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编码器是将诸如比特流或数据的信号进行编制、转换成可用于通信,传输和存储的形式的装置、设备。 将编码器的角位移或线性位移转换为电信号,角位移转电信号称为码盘,线位移转电信号为标尺。 按读码的方式可分为两种类型,即:接触和非接触式; 根据编码器的工作原理可分为增量式和型两种。 增量编码器将位移转换为周期性电信号,然后将电信号转换为计数脉冲,用脉冲数表示位移大小。 编码器的每个位置对应于某个确定的数字码,因此其示值仅与测量的起始和停止位置相关,而不与中间的测量过程有关。
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信号输出形式 在大多数情况下,直接从编码器的光电检测器件获取的信号电平较低,波形也不规则,还不能适应于控制、信号和远距离传输的要求。所以,在编码器内还必须将此信号放大、。经过的输出信号一般近似于正弦波或矩形波。由于矩形波输出信号容易进行数字,所以这种输出信号在定位控制中得到广泛的应用。采用正弦波输出信号时基本消除了定位停止时的振荡现象,并且容易通过电子内插方法,以较低的成本得到较高的分辨率。
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一直以来,设计工程师面临的挑战是在两种常见的编码器技术:光学和磁性之间作出取舍。 光学可提供佳的精度,但可靠性会有所;磁性则可提供更高的耐用性,但准确性会有所不足。 虽然一些设计可以完全避免使用编码器,但实际上编码器是绝大多数控制/贰环路中十分重要的环节。
增量式光电编码器的输出形式有:集电极开路输出(Open Collector)、电压输出(Voltage Output)、线驱动输出(Line Driver)、互补型输出(Complemental Output)和推挽式输出(Totem Pole)。 集电极开路输出 这种输出通过使用编码器输出侧的NPN晶体管,将晶体管的发射极引出端子连接至0V,断开集电极与+Vcc的端子并把集电极作为输出端。在编码器供电电压和接受装置的电压不一致的情况下,建议使用这种类型的输出电路。主要应用领域有电梯、纺织机械、注油机、自动化设备、切割机械、印刷机械、包装机械和针织机械等。 电压输出 这种输出通过使用编码器输出侧的NPN晶体管,将晶体管的发射极引出端子连接至0V,集电极端子与+Vcc和负载电阻相连,并作为输出端。在编码器供电电压和接受装置的电压一致的情况下,建议使用这种类型的输出电路。主要应用领域有电梯、纺织机械、注油机、自动化设备、切割机械、印刷机械、包装机械和针织机械等。 线驱动输出 这种输出将线驱动专用IC芯片(26LS31)用于编码器输出电路,由于它具有高速响应和良好的抗噪声性能,使得线驱动输出适宜长距离传输。主要应用领域有伺服电机、机器人、数控加工机械等。 互补型输出 这种输出由上下两个分别为PNP型和NPN型的三极管组成,当其中一个三极管导通时,另外一个三极管则关断。这种输出形式具有高输入阻抗和低输出阻抗,因此在低阻抗情况下它也可以提供大范围的电源。由于输入、输出相位相同且范围宽,因此它适合长距离传输。主要应用于电梯领域或专用领域。 推挽式输出 这种输出由上下两个NPN型的三极管组成,当其中一个三极管导通时,另外一个三极管则关断。电流通过输出侧的两个晶体管向两个方向流入,并始终输出电流。因此它阻抗低,而且不太受噪声和变形波的影响。输出电路。主要应用领域有电梯、纺织机械、注油机、自动化设备、切割机械、印刷机械、包装机械和针织机械等。
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