编码器检定规程，编码器检验标准
chanong
|上一篇文章我们简单介绍了接近开关和光电开关，这次我们将介绍工业编码器中使用的传感元件。
编码器
在现代自动化生产中，编码器是用于监控或反馈旋转运动的角度、位置、速度和加速度的传感器。将机械旋转参数转换成相应的电信号送至计数器、转速表、PLC或变频器等设备进行处理，最终完成需要测量的参数的反馈控制。
编码器的简单原理是，编码器的内部旋转轴上有一个玻璃、塑料或金属圆盘，均匀地分为透明或不透明区域。光源固定在盘的一侧，感光元件固定在盘的另一侧。光穿过透明区域，光敏元件接收光并产生脉冲。如果光线被黑色部分阻挡，则不会产生脉冲。
编码器简单原理
事实上，光电扫描单元的内部结构比较复杂。通常有由LED光源、电容器、码盘、光敏元件等组成的专用集成电路。 LED红外光源一般发散角较大，光强不均匀，因此聚光镜将散射光调整为平行光，码盘光栅将其分成多束细小、均匀的光束。单光束光强度较弱，因此可以同时使用多光束，有效增加光强度，提高感光元件的传感效果。
最近，由于技术的进步，磁性编码器也出现了。通过感应旋转的磁轮或使用霍尔效应芯片，感应主轴上的永磁体旋转，获得交变磁通信号来代替部分光电扫描组件。由于没有码盘，因此不受各种冲击、振动、灰尘、潮湿等影响。由于产品结构简单、体积小、性价比高，这是编码器结构未来的发展趋势。
编码器按其功能原理分类，可分为增量型和绝对型。
首先，我们来介绍一下增量编码器。
增量编码器是指编码器在轴每次旋转一定角度时按比例提供固定数量的方波脉冲，或正弦和余弦脉冲。每转（360）最大输出脉冲数达到50,000~100,000。主要用于反馈机械轴的转速。可以通过测量单位脉冲的周期时间或单位时间的脉冲数来换算。它还可以方便地用于相对位置控制，以测量旋转角度和行程。
需要两个通道A 和B 来检测旋转方向。旋转方向可以通过A、B相之间的90电气相位差来识别。顺时针旋转时，通道A 领先通道B，逆时针旋转时，通道A 领先通道B。
编码器旋转方向确定
增加反相通道的目的是为了提高信号传输的抗干扰能力。通过正向信号和反向信号之间的电压差可以去除干扰脉冲信号。这种传输标准一般是基于RS422接口。另外，还可以选择推挽输出为反相输出。
增量式编码器电气接口可分为两种：
1.长线驱动器（RS422）输出
该接口建议在干扰严重或通讯距离较长的场所使用。为了最大程度地抗干扰，所使用的信号电缆必须是双绞线。该接口方法可以用来代替TTL接口。常用的电源电压为5VDC或24VDC。
长时驱动电路原理图
2.推挽输出
推挽输出是NPN输出方式和PNP输出方式的结合。与集电极开路输出相比，推挽输出的特点是脉冲上升得到改善。此外，抗干扰能力也得到提高。可以完全替代NPN和PNP集电极开路输出。
推挽输出电路图
接下来我们介绍绝对值编码器
绝对编码器在每个旋转位置提供唯一的数字代码值。该值在测量范围内不重复。单圈绝对编码器将一次360 旋转分为指定数量的测量步长。最大分辨率达到16位，一圈内最多对应65536个不同位置。多圈绝对编码器使用齿轮来测量转速。最大为14 位，测量范围为16384 日元。加上单圈分辨率，总分辨率达到30位和1073741824个测量位置。绝对式编码器主要用于现场定位控制，也可通过位置差完成速度反馈功能。当设备断电或开机或受到电气干扰时，不再需要返回位置参考原点并重新计数。直接获取当前位置值的能力使应用变得简单、准确、可靠。
绝对式编码器输出接口包括并行接口、SSI接口、AS-Interface、CANopen、DeviceNet、PROFIBUS等。绝对编码器的输出编码也分为二进制码和格雷码。
二进制代码
二进制代码是经典的两位数（0,1）代码。二进制码是一种多步码（多个位同时变化的代码），提供了与十进制类似的计算方法。使用此代码模式从一个位置旋转到另一个位置可能会导致多个位同时发生变化。例如，当从7 转换到8 时，位0、1、2 和3 都会发生变化。为了确保数据传输的高度安全性和准确性，我们建议使用从一步到另一步仅改变一位的代码或格雷码，这些代码更容易在系统中控制和识别。格雷码是单步码（一次仅改变一位）。
格雷码
选择编码器时，除了常规选择增量值或绝对值、电源、输出信号等外，还需要考虑机械安装形式和信号传输距离。
机器安装型式分为实心轴式和衬套式。
实心轴的优点
1、结构简单，价格相对较低。
2.可达到更高的防护等级，可达IP69K。
3. 多种机器安装法兰可供选择，因此电缆和连接器的取出方向不受限制。
4、联轴器连接可以抑制从传动轴传递过来的机械振动和冲击。
实心轴的缺点
需要安装的部件很多，例如编码器、安装法兰、联轴器等。
实心轴编码器安装图
轴套式优点
1、套轴与锁环为一体，安装方便。
2.节省组装时间
3、可准确传递扭矩，不存在因联轴器变形等造成的传递误差。
套管类型的缺点
1、内部结构复杂，价格较高。
2、由于直接与传动轴连接，易受传动轴的机械振动和冲击。
轴套式编码器安装示意图
编码器电缆必须使用网状屏蔽双绞线，屏蔽率最小为65%。如果电磁干扰严重，我们建议使用带有附加箔屏蔽的双屏蔽电缆或附加金属软管进行接地绝缘。总线型编码器需要使用专用总线电缆。编码器信号线的传输距离请参见下表。
编码器信号线传输距离表
下面我将介绍一下编码器，如果有什么不足的地方，希望大家指正。