旋轉編碼器是工業中重要的機械位置角度、長度、速度反饋并參與控制的傳感器,旋轉編碼器分增量值編碼器、值編碼器、值多圈編碼器。
從外部接收的設備上講(如伺服控制器、PLC),增量值是指一種相對的位置信息的變化,從A點變化到B點的信號的增加與減少的計算,也稱為“相對值”,它需要后續設備的不間斷的計數,由于每次的數據并不是獨立的,而是依賴于前面的讀數,對于前面數據受停電與干擾所產生的誤差無法判斷,從而造成誤差累計;而“式工作模式”是指在設備初始化后,確定一個原點,以后所有的位置信息是與這個“原點”的位置,它無需后續設備的不間斷的計數,而是直接讀取當前位置值,對于停電與干擾所可能產生的誤差,由于每次讀數都是獨立不受前面的影響,從而不會造成誤差累計,這種稱為接收設備的“式”工作模式。
而對于值編碼器的內部的“值”的定義,是指編碼器內部的所有位置值,在編碼器生產出廠后,其量程內所有的位置已經“”地確定在編碼器內,在初始化原點后,每一個位置獨立并具有*性,它的內部及外部每一次數據刷新讀取,都不依賴于前次的數據讀取,無論是編碼器內部還是編碼器外部,都不應存在“計數”與前次讀數的累加計算,因為這樣的數據就不是“獨立”“*”“量程內所有位置已經預先確立”了,也就不符合“”這個詞的含義了。
所以,真正的編碼器的定義,是指量程內所有位置的預先與原點位置的對應,其不依賴于內部及外部的計數累加而獨立、*的編碼。
關于“式”編碼器的概念的“故意混淆”與認識的誤區
關于值編碼器,很多人的認識還是停留在“停電”的位置保存這個概念,這個是片面而有局限性的,“值”編碼器不僅僅是停電的問題,對于接收設備,真正的“值”的意義在于其數據刷新與讀取無論在編碼器內部還是外部,每一個位置的獨立性、*性、不依賴于前次讀數的“編碼”,對于這個“”的定義市場上還是模糊不清的,為此有些商家就會對于此概念的“故意混淆”:
混淆一:將接收設備的“式工作模式”與值編碼器的“式”的混淆。接收設備的“式”是指接收設備的無需不間斷計數累加,所有位置對于設備原點的“”工作模式,事實上這種模式通過增量編碼器+自身的計數累加裝置+電池記憶,一樣可以提供給設備“式”的位置信息,它與值編碼器的“編碼”*不是一個概念,它存在計數的誤差及累加誤差的可能性、計數裝置供電故障可能性、高速時計數無法響應等可能性。
混淆二:將值單圈編碼器+內部及外部的計數累加裝置與真正意義的值真多圈編碼器的混淆。值單圈+計圈計數裝置,它在360度以內是值的,但是超過360度以后,它的位置就不是“獨立”“*”了,它是依靠內部或外部的計數來判斷多少圈內的單圈位置信息的,這種內部或外部的“計數裝置”,與增量編碼器+計數裝置+電池記憶的性質是一樣的,任何計數上的誤差,或者計數裝置工作時電源的瞬間故障,都會造成誤差而累計而無法判斷,造成欺騙性假化信息。而真正的值多圈編碼器,除了360度內的位置都是*的以外,在超過360度后繼續有齒輪機械帶動的值碼盤,仍然提供“獨立”“*”、不依賴于前次數據刷新讀取累加的編碼。實際上從“”這個定義上講,前面的那種單圈+計數累加裝置的“假多圈值編碼器”,它就不能再叫“值多圈編碼器”了,盡管在360度以內是的,但是超過360度的工作量程,就不再是“值編碼”了。
關于為什么要強調值編碼器的“”概念的定義,其意義在于:
*, 可以為每個軸位置提供一個的碼值。特別是在位置控制中,值編碼器無需計數,可以實現直接的內部高速讀數與外部輸出,此為值編碼器的“高速”及“經濟”的特征,其可減輕了后續接收設備控制器的計算任務,并且降低了其他附加的輸入部件的成本。 例如在多軸并行工作的工業機器人,可以實現高速多軸的并行同步工作。以及各種需要多軸同步的控制領域。
第二, 無需計數的值編碼器在電源啟動后或者內部及外部電源故障,不需要參考驅動,在電源正常后即可獲得當前的準確位置。而在各種工業電氣環境下的復雜干擾情況下(例如變頻器與電機的干擾),由于值編碼器其原始的位置信息是的,而不會受干擾的影響。上述特征,決定了這種編碼器的安全可靠性特征,可使用在具有安全要求的場合,例如風力發電變槳系統、港口機械同步于定位、起重機械、建筑機械(塔吊)、電梯、工程機械、鋼鐵冶金、石油化工、水利電力、醫療設備雷達火炮回轉裝置、太陽能跟蹤回轉裝置等,以及重工業、核工業、汽車制造等領域的大型工業機器人。
第三, 在今天,快速可靠的數字化的數據傳輸已經是值編碼器的核心要素之一,工業用的標準的Canopen、Profibus-DP現場總線,Profinet、Eerthnet工業以太網,Endat2.2、Hiperface、Biss、高速含CRC數據安全的RS485等伺服與機器人高速數據傳輸協議,原來用“脈沖”方式發送信息的增量值編碼器是無法實現的。此為值編碼器的高速總線式特征。
第四, 值編碼器高位數的分辨率特征,由于無需內部與外部的計數而直接輸出數字信號,所以不再受讀取“脈沖”及“累加”而在高速中響應速度跟不上的困惑,先進的數字與模擬技術的混合,值編碼器已經能夠做到高位數分辨率,例如德國值編碼器的單圈的25位(360度內2的25次方分割),這種高分辨率可滿足于伺服電機與機器人高速定位及zui小步距抖動。例如在加速度、加加速度等高位次位置導數的計算(運動剛性),機器人手臂前端的zui小晃動準確定位等。
綜合上述的對于值編碼器“”的定義,在具有高速、安全性等特征的應用場合要求下,一定不能使用那種有混淆意義的“編碼器”或“假值多圈編碼器”,而必須用真正意義上的值編碼器或值真多圈編碼器,及任何不依賴于計數的(無論內部還是外部,有電池無電池的),所有的位置獨立、*、,以確保數據的可靠與高速準確性。
請廣大用戶在選型及使用值編碼器時,請確定其內部是否為上述介紹的“編碼”,以保證使用的效用。
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