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kubler编码器工作原理解析,重要知识

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2024/7/2 11:52:40

什么是kubler编码器是将信号(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。电机运行过程中,实时监测电流、转速、转轴的圆周方向相对位置等参数,确定电

机本体及被拖动设备状态, 进一步地实时控制电机和设备的运行状况 ,从而实现伺服、调速等许多特定功能。这里, 应用编码器作为前端测量元件,不仅大大简化了测量系统,而且精密、可靠、功

能强大。kubler编码器是一种将旋转部件位置、位移物理 量转换成一串数字 脉冲信号的旋转式传感器,这些脉冲信号被控制系统采集、处理,发出一系列指令,调整改变设备的运行状态。如果库伯勒编码器与齿

轮条或螺旋丝杠结合在一起,也可用于测量直线运动部件的位置、位移物理量。

二、编码器分类

德国kubler编码器是一个机械与电子紧密结合的精密测量器件, 将信号或数据进行编码、转换,用以通讯、传输和存储的信号数据。 按照不同的特征,编码器分类情况如下:

●码盘和码尺。直线位移转换成电信号的编码器称为码尺,角位移转换成电信的为码盘。

●增量型编码器。提供位置、角度和圈数等信 息,以每圈脉冲数定义分别率。

●绝对值型编码器。以角度增量的方式提供位置、角度和圈数等信息,每个角度增量赋予的编码。

●混合式绝对值编码器。混合式绝对值编码器输出两组信息: -组信息用于检测磁极位置,带有绝对信息功能;另- -组则同增 量式编码器的输出信息。

●增型编码器

直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相。A、B两组脉冲相位差90 , 可方便地判断出旋转方向; Z相每转一个脉冲,用于基准点定位。其优点:原理构造简单,机械平均寿命可在几万小时以

上,抗干扰能力强,可靠性高,适合于长距离传输。 缺点:无法输出轴转动的绝对位置信息。

●绝对值型编码器

直接输出数字的传感器,传感器圆形码盘上沿径向有若干同心码道,每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成,相邻码道的扇区数目是双倍关系,码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数,在码盘

的一侧是光源,另一侧对应每一 码道有一光敏元件;当码盘处于不同位置时,各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号,形成-进制数。

这种kubler编码器的特点是不要计数器,在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。显然,码道越多,分辨率就越高,对于- -个具有N位二进制分辨率的编码器,其码盘必须有N条码道。目

前国内已有16位的绝对编码器产品。

三、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。

由于A、B两相相差90度,可通过比较A相在前还是B相在前,以判别编码器的正转与反转,通过零位脉冲,可获得编码器的零位参考位。编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料,玻璃码盘是在玻璃

上沉积很薄的刻线,其热稳定性好,精度高,金属码盘直接以通和不通刻线,不易碎,但由于金属有一定的厚度,精度就有限制,其热稳定性就要比玻璃的差一 个数量级 ,塑料码盘是经济型的,其

成本低,但精度、热稳定性、寿命均要差一些。

分辨率-编码器以每旋转360度 提供多少的通或暗刻线称为分辨率,也称解析分度、或直接称多少线,一般在每转分度5~ 10000线。

四、位置测量及反馈控制原理

在电梯、机床、材料加工、电动机反馈系统以及测量和控制设备中,编码器占领着极其重要的地位。编码器运用光栅和红外光源通过接收器将光信号转换成TTL (HTL )的电信号,通过对TTL电平

频率和高电平个数的分析,直观地反映出电机的旋转角度和旋转位置。

由于角度和位置都可以精确的测量,所以可以将编码器和变频器组成闭环控制系统,将控制更加精确化,这也是为什么电梯、机床等能这么精确使用的原因所在。

五总结

综上所述,我们了解到编码器按结构划分为增量式和绝对式两种,它们也都是将其他信号, 比如光信号,转换成可以分析控制的电信号。 而我们生活中常见的电梯、机床都刚好是基于电机的精确调

节,通过电信号的反馈闭环控制,编码器配合变频器也就理所当然的实现了精确控制。

压力表的选用应根据使用工艺生产要求,针对具体情况做具体分析。在满足工艺要求的前提下,应本着节约的原则全面综合地考虑,一般应考虑以下几个方面的问题:

1、类型的选用

仪表类型的选用必须满足工艺生产的要求。例如是否需要远传、自动记录或报警;被测介质的性质(如被测介质的温度高低、粘度大小、腐蚀性、脏污程度、是否易燃易爆等)是否对仪表提出特殊要求,现场环境条件(如湿度、温度、磁场强度、振动等)对仪表类型的要求等。因此根据工艺要求正确地选用仪表类型是保证仪表正常工作及安全生产的重要前提。

例如普通压力表的弹簧管多采用铜合金(高压的采用合金钢),而氨用压力表弹簧管的材料却都采用碳钢(或者不锈钢),不允许采用铜合金。因为氨与铜产生化学反应,会爆炸,所以普通压力表不能用于氨压力测量。

氧气压力表与普通压力表在结构和材质方面可以一样,只是氧用压力表必须禁油。因为油进入氧气系统易引起爆炸。所用氧气压力表在校验时,不能像普通压力表那样采用油作为工作介质,并且氧气压力表在存放中要严格避免接触油污。如果必须采用现有的带油污的压力表测量氧气压力时,使用前必须用四氯化碳反复清洗,认真检查直到无油污时为止。

2、测量范围的确定

为了保证弹性元件能在弹性变形的安全范围内可靠地工作,在选择压力表量程时,必须根据被测压力的大小和压力变化的快慢,留有足够的余地,因此,压力表的上限值应该高于工艺生产中可能的最大压力值。根据“化工自控设计技术规定”,在测量稳定压力时,最大工作压力不应超过测量上限值的2/3;测量脉动压力时,最大工作压力不应超过测量上限值的1/2;测量高压时,最大工作压力不应超过测量上限值的3/5。一般被测压力的最小值应不低于仪表测量上限值的1/3。从而保证仪表的输出量与输人量之间的线性关系

根据被测参数的最大值和最小值计算出仪表的上、下限后、不能以此数值直接作为仪表的测量范围。我们在选用仪表的标尺上限值时,应在国家规定的标准系列中选取。中国的压力表测量范围标准系列有:-0.1-0.06,0.15;0-1,1.6,2.5,4,6,10X10" MPa(其中n为自然整数.可为正、负值)。

3、精度等级的选取

根据工艺生产允许的最大绝对误差和选定的仪表最程、计算出仪表允许的最大引用误差,在国家规定的精度等级中确定仪表的精度。一般来说,所选用的仪表越精密,则测量结果越精确、可靠。但不能认为选用的仪表精度越高越好,因为越精密的仪表一般价格越贵,操作和维护越费事。

选用举例:

1、用于测量黏稠或酸碱等特殊介质时,应选用隔膜压力表、不锈钢弹簧管、不锈钢机芯、不锈钢外壳或胶木外壳。

按其所测介质不同,在压力表上应有规定的色标,并注明特殊介质的名称,氧气表必须标以红色“禁油”字样,氢气用深绿色下横线色标,氨用黄色下横线色标等等。

2、靠墙安装时,应选用有边缘的压力表;直接安装于管道上时,应选用无边缘的压力表;用于直接测量气体时,应选用表壳后面有安全孔的压力表。出于测压位置和便于观察管理的考虑,应选择表壳直径的大小。


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