編碼器能把角位移或線位移經過簡單的轉換變成數字量,所以相應的編碼器分為角度數字編碼器和直線位移編碼器。現代的編碼器比目前同樣尺寸的任何模式傳感器都具有更高的解析度、更好的可靠性和更高的精度。由編碼器製作的碼盤式傳感器,其解析度取決於碼道的多少。目前,已能生產出提供20位或21位的二進位輸出的編碼器。
絕對型旋轉光電編碼器,因其每一個位置絕對唯一、抗幹擾、無需掉電記憶,已經越來越廣泛地應用於各種工業系統中的角度、長度測量和定位控制。
絕對式編碼器的光碟之上有許多行。每行分為2行、4行、8行、16行。。。這樣,在編碼器的每個位置,通過讀取每個標線的通和暗,可以得到一組從2的零次方到2的N-1次方的唯一二進位碼(格雷碼),稱為N位絕對編碼器。這種編碼器是由碼盤的機械位置決定的,不受電源故障和幹擾的影響。絕對式編碼器是由機械位置決定的每個位置的唯一性,它不需要記憶,不需要尋找一個參考點,也不必一直計數,當需要知道位置時,何時讀取它的位置。這樣,編碼器的抗幹擾性能和數據的可靠性大大提高。
由於絕對式編碼器在定位之上明顯優於增量式編碼器,因此在工業控制定位之中得到越來越多的應用。絕對式編碼器由於其精度高、輸出比特數大,若仍採用並行輸出,則其每一位的輸出信號必須連接良好。對於較複雜的工作環境,必須進行隔離,而且連接電纜芯線較多,給工作帶來了很多不便,降低了可靠性。因此,在多位輸出型之中,絕對式編碼器一般採用串行輸出或總線輸出,德國製造的SSI(同步串行輸出)是絕對式編碼器最常用的串行輸出。
利用單圈絕對式編碼器的旋轉來測量光碟在旋轉過程之中的線條,以獲得唯一的編碼。當旋轉超過360度時,編碼返回原點,這不符合絕對編碼唯一性原則。這種編碼器只能用於360度旋轉範圍之內的測量,稱為單圈絕對編碼器。
編碼器製造商使用時鐘齒輪機構的原理。當中心碼盤旋轉時,通過齒輪帶動另一組碼盤(或多組齒輪、多組碼盤),在單周期編碼的基礎之上增加轉數,擴大編碼器的測量範圍。這種絕對編碼器被稱為多圈絕對編碼器,它也是由機械位置決定的每個位置碼都是唯一的,不需要記憶。
多圈編碼器的另一個優點是由於測量範圍大,實際使用往往比較豐富,所以在安裝過程之中不必找零點,可以用下方位置作為起點,大大簡化了安裝調試的難度。多圈絕對式編碼器在長度定位方面具有明顯的優勢,在工業控制定位之中得到越來越多的應用。
絕對式編碼器在使用和安裝之中應注意什麼?
絕對式旋轉編碼器的機械安裝包括高速端安裝、低速端安裝、輔助機械裝置安裝等形式。
高速端安裝:安裝在電動機的軸端(或齒輪連接處)。該方法具有解析度高的優點。由於在這個範圍之內有4096個多圈編碼器周期和電機的旋轉次數,因此可以通過使用全範圍來提高解析度。缺點是運動物體通過減速齒輪時存在齒輪間隙誤差,一般用於單向高精度控制,如軋制過程之中的輥縫控制。另外,編碼器直接安裝在高速端,所以電機抖動必須小,否則容易損壞編碼器。低速端安裝:安裝在減速器之後,如繞線繩捲筒的軸端或最終一個減速器的軸端。該方法無需齒輪迴位,測量更直接、準確。這種方法一般測量遠距離定位,如各種起重設備和送料小車的定位。輔助機械安裝:常用的有齒輪齒條、鏈條皮帶、摩擦輪、收繩機械等。