亨士樂HENGSTLER編碼器當(dāng)您需要測(cè)量旋轉(zhuǎn)軸的速度、運(yùn)動(dòng)方向或位置時(shí),您可能需要旋轉(zhuǎn)編碼器。當(dāng)需要選擇一種時(shí),有兩種主要類型需要考慮:增量編碼器和絕對(duì)值編碼器。
亨士樂HENGSTLER編碼器做出正確的選擇很重要,這就是為什么我們整理了這份關(guān)于絕對(duì)值編碼器的簡(jiǎn)短指南,以幫助您了解它們是什么、它們與增量編碼器有何不同,以及您可能需要絕對(duì)值編碼器的情況。
亨士樂HENGSTLER編碼器在每個(gè)旋轉(zhuǎn)點(diǎn)提供的位置值或數(shù)據(jù)字,代表編碼器的“絕對(duì)”位置。從您打開它的那一刻起,絕對(duì)值編碼器就可以告訴您它正在測(cè)量的旋轉(zhuǎn)軸的準(zhǔn)確位置。它通過(guò)使用光學(xué)、磁性或電容傳感器從隨軸旋轉(zhuǎn)的盤上讀取代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。至關(guān)重要的是,絕對(duì)值編碼器可以在不需要轉(zhuǎn)動(dòng)軸的情況下做到這一點(diǎn),并且即使在暫時(shí)斷電的情況下也可以跟蹤該位置。編碼器盤上的代碼越多,您的位置讀數(shù)就越精確。
亨士樂HENGSTLER編碼器盤和電容式編碼器盤的比較圖像
分辨率以位(二進(jìn)制數(shù)字)表示,對(duì)應(yīng)于一轉(zhuǎn)中數(shù)據(jù)字的數(shù)量。絕對(duì)值編碼器也有單圈和多圈兩種形式。單圈編碼器提供一整圈 360° 的定位數(shù)據(jù),軸的每一圈都會(huì)重復(fù)輸出。多圈編碼器還提供單圈定位數(shù)據(jù),但有一個(gè)額外的“圈”計(jì)數(shù)器來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)數(shù)。
亨士樂HENGSTLER編碼器的工作原理是當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生脈沖。典型的增量編碼器生成 2 個(gè)異相 90 度的方波。這些脈沖必須由編碼器外部的電子設(shè)備進(jìn)行跟蹤或計(jì)數(shù)。
亨士樂HENGSTLER編碼器分辨率用每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)表示,并表示增量編碼器從其方波輸出中獲得的高脈沖數(shù)。有關(guān)編碼器 PPR 的更多信息,查看我們關(guān)于該主題的博客文章。
由于增量編碼器的輸出僅處于 4 種重復(fù)狀態(tài)中的一種,因此編碼器必須參考已知的固定位置或“原點(diǎn)”以提供有意義的定位信息。從通常與編碼器的索引脈沖對(duì)齊的起始位置,可以跟蹤軸旋轉(zhuǎn)的增量變化并獲知軸的絕對(duì)位置。每次打開增量編碼器或臨時(shí)斷電時(shí)都必須發(fā)生這種情況。因此,獲得絕對(duì)位置讀數(shù)需要更長(zhǎng)的時(shí)間,并且軸需要轉(zhuǎn)動(dòng)才能提供它。
增量編碼器比絕對(duì)值編碼器復(fù)雜,因此通常更便宜(盡管價(jià)格差異正在縮小)。如果您僅監(jiān)控速度、運(yùn)動(dòng)方向或相對(duì)位置,則增量編碼器通常是,但當(dāng)絕對(duì)位置是您的主要關(guān)注點(diǎn)時(shí),絕對(duì)值編碼器就是。
為什么選擇絕對(duì)值編碼器而不是增量編碼器?
首先,由于絕對(duì)值編碼器可以保持軸的位置,因此只要向其供電,就可以知道該位置。您無(wú)需等待歸位或校準(zhǔn)序列完成,并且可以在啟動(dòng)時(shí)或斷電后更快地獲取所需的位置數(shù)據(jù),即使在編碼器關(guān)閉時(shí)軸已轉(zhuǎn)動(dòng)。
在許多系統(tǒng)中,了解啟動(dòng)時(shí)的絕對(duì)位置至關(guān)重要,在某些系統(tǒng)中,繼續(xù)沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)軸是安全的,但沿另一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)軸則不然。根據(jù)應(yīng)用的不同,錯(cuò)誤可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞、人身傷害或更嚴(yán)重的情況。在此類情況下,在任何部件移動(dòng)之前了解旋轉(zhuǎn)設(shè)備的確切位置至關(guān)重要。
同樣重要的是,絕對(duì)值編碼器實(shí)時(shí)提供真實(shí)位置。隨著越來(lái)越多的系統(tǒng)通過(guò)連接到中央通信總線而變得數(shù)字化,能夠在需要時(shí)以最小的延遲輪詢編碼器的實(shí)時(shí)位置是非常有好處的。為了使用增量編碼器跟蹤您的位置,即使在歸位序列之后,您也需要使用外部電路(通常通過(guò)正交解碼)跟蹤所有脈沖。除了所需的外部電路之外,這還意味著確定位置時(shí)存在一些延遲。
絕對(duì)值編碼器以其規(guī)定的分辨率為每個(gè)位置生成一個(gè)的數(shù)字“字”
該圖顯示了絕對(duì)值編碼器規(guī)定分辨率中每個(gè)位置生成的數(shù)字“字”
還有其他好處。實(shí)現(xiàn)絕對(duì)值編碼器的系統(tǒng)通常不太容易受到電噪聲的影響,因?yàn)樗鼈兺ㄟ^(guò)從二進(jìn)制編碼器讀取經(jīng)過(guò)錯(cuò)誤檢查的代碼或通過(guò)串行總線以數(shù)字方式獲取位置,而不是需要對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)的增量編碼器。
與此相關(guān)的事實(shí)是,在同一系統(tǒng)中組合多個(gè)絕對(duì)值編碼器相對(duì)簡(jiǎn)單 - 也許用于工廠自動(dòng)化或具有多個(gè)關(guān)節(jié)的機(jī)械臂。如果您使用增量編碼器,監(jiān)控多個(gè)設(shè)備的輸出可能會(huì)變得非常復(fù)雜,需要大量的處理能力。但使用絕對(duì)值編碼器,特別是那些可以鏈接到中央通信總線的編碼器,您可以單獨(dú)從每個(gè)編碼器獲取數(shù)據(jù),這需要更少的處理能力來(lái)解釋讀數(shù)。
亨士樂HENGSTLER編碼器和增量編碼器之間的主要區(qū)別后,讓我們簡(jiǎn)要了解一下使用絕對(duì)值編碼器的一些特定場(chǎng)景。
一個(gè)關(guān)鍵市場(chǎng)是機(jī)器人——一個(gè)快速擴(kuò)張的領(lǐng)域,涵蓋各個(gè)領(lǐng)域。在制造業(yè)中,您會(huì)發(fā)現(xiàn)機(jī)械臂用于組裝、焊接、噴漆和其他任務(wù)。您還會(huì)在醫(yī)療保健領(lǐng)域找到它們。例如,遠(yuǎn)程手術(shù)需要來(lái)自機(jī)械臂的大量極其精確的位置信息。家庭輔助機(jī)器人是絕對(duì)值編碼器的另一個(gè)新興用例。
亨士樂HENGSTLER編碼器然而,這只是一個(gè)領(lǐng)域,隨著越來(lái)越多的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化,并且增量式編碼器和絕對(duì)式編碼器之間的價(jià)格差距不斷縮小,絕對(duì)式編碼器的應(yīng)用種類幾乎變得,無(wú)論是在工業(yè)還是消費(fèi)市場(chǎng)。從自動(dòng)門和相機(jī)萬(wàn)向節(jié)到工廠自動(dòng)化,絕對(duì)值編碼器是一種高效且日益經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的位置確定方式。
亨士樂HENGSTLER編碼器至關(guān)重要,這就是為什么了解增量編碼器和絕對(duì)值編碼器之間的主要區(qū)別如此重要。隨著價(jià)格差距的縮小和技術(shù)的變化,絕對(duì)值編碼器比增量編碼器具有許多明顯的優(yōu)勢(shì),使其成為滿足您的位置反饋要求的有趣選擇。