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

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，再通過計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)實(shí)現(xiàn)位置、速度和方向測量的傳感器。

工作原理：信號生成與轉(zhuǎn)換

增量式編碼器通過檢測碼盤與傳感器之間的相對運(yùn)動(dòng)，將位移量轉(zhuǎn)換為電信號脈沖，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。

傳感器檢測信號變化

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光線強(qiáng)度變化。

信號生成：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。

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磁場變化。

信號生成：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。

編碼器型號列舉

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

信號處理與輸出

放大與整形：原始信號可能較弱或存在噪聲，需通過放大器增強(qiáng)信號強(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（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），用于基準(zhǔn)定位。

關(guān)鍵信號解析：A相、B相與Z相

A相與B相：方向與位移測量

相位關(guān)系：A相和B相的方波信號相位差90°，通過比較兩相信號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)記碼盤的絕對零位。

應(yīng)用場景：

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。

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

Z相信號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相信號用于初始位置校準(zhǔn)。

電梯轎廂位置檢測

需求：實(shí)時(shí)監(jiān)測轎廂位置，確保安全停靠。

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