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Baumer堡盟增量式編碼器EN580E.IL-SC10.GA1H1.04096.K 11246017工作原理

時(shí)間:2025/7/1閱讀:56
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Baumer堡盟增量式編碼器EN580E.IL-SC10.GA1H1.04096.K 11246017工作原理

增量式編碼器是一種通過將機(jī)械位移(旋轉(zhuǎn)或直線)轉(zhuǎn)換為周期性電信號(hào),再通過計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)實(shí)現(xiàn)位置、速度和方向測(cè)量的傳感器。

工作原理:信號(hào)生成與轉(zhuǎn)換

增量式編碼器通過檢測(cè)碼盤與傳感器之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),將位移量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)脈沖,其工作流程可分為三個(gè)階段:

碼盤旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動(dòng)

碼盤結(jié)構(gòu):編碼器內(nèi)部有一個(gè)刻有均勻分布條紋的碼盤(旋轉(zhuǎn)式為圓形,直線式為條形)。條紋可以是透光/遮光區(qū)域(光電式)或磁性區(qū)域(磁電式)。

運(yùn)動(dòng)觸發(fā):當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動(dòng)時(shí),碼盤隨之移動(dòng),條紋周期性遮擋或通過傳感器。

傳感器檢測(cè)信號(hào)變化

光電式編碼器:

光源:LED發(fā)出穩(wěn)定光線。

光敏元件:光敏二極管或光敏晶體管檢測(cè)光線強(qiáng)度變化。

信號(hào)生成:碼盤條紋遮擋光線時(shí),光敏元件輸出低電平;光線透過時(shí)輸出高電平,形成周期性方波信號(hào)。

磁電式編碼器:

磁性條紋:碼盤上刻有交替變化的磁極(N/S極)。

磁敏元件:霍爾傳感器或磁阻傳感器檢測(cè)磁場(chǎng)變化。

信號(hào)生成:磁極變化導(dǎo)致傳感器輸出電壓或電流周期性變化,經(jīng)整形后得到方波信號(hào)。

編碼器型號(hào)列舉

EN580E.IL-SC10.GA1H1.01024.K   11245797

EN580E.IL-SC10.GA1H1.02048.K   11246016

EN580E.IL-SC10.GA1H1.04096.K   11246017

EN580E.IL-SC10.GA1S1.01024.K    11246031

EN580E.IL-SC10.GA1T1.01024.K    11246018

EN580E.IL-SC10.GA1T1.02048.K    11246019

EN580E.IL-SC10.GA1T1.04096.K    11246030

堡盟增量式編碼器內(nèi)容圖1.png

信號(hào)處理與輸出

放大與整形:原始信號(hào)可能較弱或存在噪聲,需通過放大器增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度,再經(jīng)施密特觸發(fā)器整形為標(biāo)準(zhǔn)方波。

多相輸出:為判斷方向,編碼器通常輸出兩路正交信號(hào)(A相和B相),相位差90°。此外,每轉(zhuǎn)一圈輸出一個(gè)Z相脈沖(零位信號(hào)),用于基準(zhǔn)定位。

關(guān)鍵信號(hào)解析:A相、B相與Z相

A相與B相:方向與位移測(cè)量

相位關(guān)系:A相和B相的方波信號(hào)相位差90°,通過比較兩相信號(hào)的相位順序可判斷旋轉(zhuǎn)方向。

正轉(zhuǎn):A相超前B相90°(即A相上升沿觸發(fā)時(shí),B相為低電平)。

反轉(zhuǎn):B相超前A相90°(即B相上升沿觸發(fā)時(shí),A相為低電平)。

位移計(jì)算:每檢測(cè)到一個(gè)脈沖上升沿或下降沿,計(jì)數(shù)器加1或減1,脈沖總數(shù)乘以分辨率(每轉(zhuǎn)脈沖數(shù),PPR)即可得到位移量。

Z相:零位參考與誤差修正

功能:Z相脈沖每轉(zhuǎn)一圈輸出一次,用于標(biāo)記碼盤的絕對(duì)零位。

應(yīng)用場(chǎng)景:

系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí):通過Z相脈沖初始化計(jì)數(shù)器,消除累計(jì)誤差。

斷電恢復(fù)后:重新校準(zhǔn)位置,避免因斷電導(dǎo)致的位置丟失。

應(yīng)用場(chǎng)景

工業(yè)自動(dòng)化:數(shù)控機(jī)床主軸控制

需求:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主軸轉(zhuǎn)速和位置,實(shí)現(xiàn)精密加工。

實(shí)現(xiàn)方式:

增量式編碼器安裝在主軸上,輸出A/B/Z相信號(hào)。

控制器通過計(jì)數(shù)脈沖數(shù)計(jì)算主軸位置,通過頻率法測(cè)量轉(zhuǎn)速。

Z相信號(hào)用于每刀加工后的位置校準(zhǔn),避免累計(jì)誤差。

機(jī)器人關(guān)節(jié)控制

需求:精確控制關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)角度,實(shí)現(xiàn)柔性運(yùn)動(dòng)。

實(shí)現(xiàn)方式:

編碼器與減速機(jī)輸出軸同軸安裝,測(cè)量關(guān)節(jié)實(shí)際角度。

通過A/B相判向?qū)崿F(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)控制,Z相信號(hào)用于初始位置校準(zhǔn)。

電梯轎廂位置檢測(cè)

需求:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)轎廂位置,確保安全???。

實(shí)現(xiàn)方式:

編碼器安裝在曳引機(jī)軸上,通過鋼絲繩傳動(dòng)測(cè)量轎廂位移。

控制器根據(jù)脈沖數(shù)計(jì)算樓層位置,Z相信號(hào)用于每層平層校準(zhǔn)。

Baumer堡盟增量式編碼器EN580E.IL-SC10.GA1H1.04096.K 11246017工作原理

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