Kubler编码器哪些特点吸引着市场注意力呢?
时间:2023-11-01 阅读:353
接下来为大家好好讲一下Kubler编码器哪些特点吸引着市场,希望对大家有帮助哦!
KUBLER编码器的应用
工业自动化的各种应用,编码器用于需要记录长度、位置、旋转速度和角度的任何地方。它们将机械运动转换为电信号。编码器的功能原理有所不同。因此,它们可以分为增量型和绝对型。
编码器的应用实例
测量角度和旋转速度的变化
编码器可以通过每转的脉冲数来测量角度。这主要用于工业自动化,其中库伯勒编码器用于许多不同的应用。
KUBLER编码器的功能原理
用于光学扫描的增量编码器,一个可旋转的圆盘安装在 LED 和接收器单元之间。将光栅应用于该盘。LED 发出的光由屏幕和光栅调制并照射到接收单元,接收单元发出与亮度成比例的信号。当圆盘旋转时,该信号具有近似正弦的形状。
KUBLER增量编码器的参数:
尺寸:从 24 mm 到 100 mm
光学和磁性扫描
工作温度范围: -40 °C 至 +105 °C
分辨率高达: 36,000 ppr
HTL、TTL 和 SinCos 输出信号
使用增量编码器在旋转轴上进行速度测量。
编码器(encoder)是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号,前者称为码盘,后者称为码尺。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种;按照工作原理编码器可分为增量式和*式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号,再把这个电信号转变成计数脉冲,用脉冲的个数表示位移的大小。*式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码,因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关,而与测量的中间过程无关。
Kubler库伯勒编码器工作原理
由一个中心有轴的光电码盘,其上有环形通、暗的刻线,有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差(相对于一个周波为360度),将C、D信号反向,叠加在A、B两相上,可增强稳定信号;另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。
Kubler库伯勒编码器优缺点
光电编码器
优点:体积小,精密,本身分辨度可以很高,无接触无磨损;同一品种既可检测角度位移,又可在机械转换装置帮助下检测直线位移;多圈光电*编码器可以检测相当长量程的直线位移(如25位多圈)。寿命长,安装随意,接口形式丰富,价格合理。成熟技术,多年前已在国内外得到广泛应用。
缺点:精密但对户外及恶劣环境下使用提出较高的保护要求;量测直线位移需依赖机械装置转换,需消除机械间隙带来的误差;检测轨道运行物体难以克服滑差。
静磁栅*编码器
优点:体积适中,直接测量直线位移,*数字编码,理论量程没有限制;无接触无磨损,抗恶劣环境,可水下1000米使用;接口形式丰富,量测方式多样;价格尚能接受。
缺点:分辨度1mm不高;测量直线和角度要使用不同品种;不适于在精小处实施位移检测(大于260毫米)。
增量编码器的分辨率,倍频与细分技术
Kubler增量编码器码盘是由很多光栅刻线组成的,有两个(或4个,以后讨论4个光眼的)光眼读取A/B信号的,刻线的密度决定了这个增量型编码器的分辨率,也就是可以分辨读取的最小变化角度值。代表增量编码器的分辨率的参数是PPR,也就是每转脉冲数,例如每圈刻线360线,A/B每圈各输出360个脉冲,分辨率参数就是360PPR。那么这个编码器可分辨的最小角度变化量是多少度呢?就是1度吗?
增量编码器的A/B输出的波形一般有两种,一种是有陡直上升沿和陡直下降沿的方波信号,一种是缓慢上升与下降,波形类似正弦曲线的Sin/Cos曲线波形信号输出,A与B相差1/4T周期90度相位,如果A是类正弦Sin曲线,那B就是类余弦Cos曲线。
对于方波信号,A/B两相相差90度相(1/4T),这样,在0度相位角,90度,180度,270度相位角,这四个位置有上升沿和下降沿,这样,实际上在1/4T方波周期就可以有角度变化的判断,这样1/4的T周期就是最小测量步距,通过电路对于这些上升沿与下降沿的判断,可以4倍于PPR读取角度的变化,这就是方波的四倍频。这种判断,也可以用逻辑来做,0代表低,1代表高,A/B两相在一个周期内变化是00,01,11,10。这种判断不仅可以4倍频,还可以判断旋转方向。(即:二倍频信号是通过A相和B相的“异或”转换获得。四倍频信号是通过A信号和B信号的正跳沿及负跳沿获得。)
那么,方波信号的最小分辨角度=360度/(4xPPR)。
前面的问题:一个方波A/B输出360PPR的增量编码器,最小分辨角度=0.25度。
严格地讲,方波最高只能做4倍频,虽然有人用时差法可以分的更细,但那基本不是增量编码器推荐的,更高的分频要用增量脉冲信号是SIN/COS类正余弦的信号来做,后续电路可通过读取波形相位的变化,用模数转换电路来细分,5倍、10倍、20倍,甚至100倍以上,分好后再以方波波形输出(PPR)。分频的倍数实际是有限制的,首先,模数转换有时间响应问题,模数转换的速度与分辨的精确度是一对矛盾,不可能无限细分,分的过细,响应与精准度就有问题;其次,原编码器的刻线精度,输出的类正余弦信号本身一致性、波形度是有限的,分的过细,只会把原来码盘的误差暴露得更明显,而带来误差。细分做起来容易,但要做好却很难,其一方面取决于原始码盘的刻线精度与输出波形度,另一方面取决于细分电路的响应速度与分辨精准度。例如,德国的工业编码器,推荐的最佳细分是20倍,更高的细分是其推荐的精度更高的角度编码器,但旋转的速度是很低的。
一个增量编码器细分后输出A/B/Z方波的,还可以再次4倍频,但是请注意,细分对于编码器的旋转速度是有要求的,一般都较低。另外,如原始码盘的刻线精度不高、波形不,或细分电路本身的限制,细分也许会波形严重失真,大小步,丢步等,选用及使用时需注意。
前面的问题:一个正余弦A/B输出360PPR的增量编码器,最小分辨角度可能是0.01度(如果25倍分频,且原始码盘精度有保证)。
有些增量编码器,其原始刻线可以是2048线(2的11次方,11位),通过16倍(4位)细分,得到15位PPR,再次4倍频(2位),得到了17位(Bit)的分辨率,这就是有些日系编码器的17位高位数编码器的得来了,它一般就用“位,Bit”来表达分辨率了。这种日系的编码器在较快速度时,内部仍然要用未细分的低位信号来处理输出的,要不然响应就跟不上了,所以不要被它的“17位”迷惑了。
分辨率与精度的概念:编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率,或直接称编码器工作时每圈输出的脉冲数,一般在每转分度5~25000线。而精度是指每个读数与标准位置的最大误差,两者不是一个概念,精度由码盘刻线、转轴同心度、材料的温度特性、电子读数的即时等各方面因数决定。
提高分辨率的意义:提高编码器的分辨率不是为提高精度,而是为了让运动过程更加平顺,尤其是在低速,另外降低无效功。