HEIDENHAIN海德漢旋轉(zhuǎn)編碼器安裝方式及原理特點(diǎn)

HEIDENHAIN海德漢旋轉(zhuǎn)編碼器安裝方式

旋轉(zhuǎn)編碼器內(nèi)置軸承和定子，編碼器的圓光柵直接與被測軸相連。掃描單元通過滾珠軸承安裝在軸上，并由定子連軸器支撐。當(dāng)軸進(jìn)行角加速度時，定子聯(lián)軸器必須只吸收軸承摩擦力所導(dǎo)致的牛矩，因此它能大限度地降低靜態(tài)和動態(tài)測量誤差。而且，安裝在定子上的聯(lián)軸器還能補(bǔ)償被測軸的軸向運(yùn)動。定子聯(lián)軸器的其它優(yōu)點(diǎn)還有：

• 安裝簡單
• 總長度短
• 聯(lián)軸器的固有頻率高
• 允許使用空心軸 
  
  內(nèi)置軸承的旋轉(zhuǎn)編碼器由分離的聯(lián)軸器連接可用于實(shí)心軸。推薦使用的連接被測軸的聯(lián)軸器能補(bǔ)償徑向和軸向誤差。采用分離聯(lián)軸器的角度編碼器能支持更高的軸轉(zhuǎn)速。

  無內(nèi)置軸承旋轉(zhuǎn)編碼器工作時沒有摩擦。掃描頭和圓光柵、光柵鼓或鋼帶這兩個部件可在組裝時分別調(diào)整。

　　HEIDENHAIN海德漢旋轉(zhuǎn)編碼器工作原理

　　由一個中心有軸的光電碼盤，其上有環(huán)形通、暗的刻線，有光電發(fā)射和接收器件讀取，獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D,每個正弦波相差90度相位差（相對于一個周波為360度），將C、D信號反向，疊加在A、B兩相上，可增強(qiáng)穩(wěn)定信號；另每轉(zhuǎn)輸出一個Z相脈沖以代表零位參考位。由于A、B兩相相差90度，可通過比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。

　　編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線，其熱穩(wěn)定性好，精度高，金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎，但由于金屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個數(shù)量級，塑料碼盤是經(jīng)濟(jì)型的，其成本低，但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。

　　分辨率—編碼器以每旋轉(zhuǎn)360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率，也稱解析分度、或直接稱多少線，一般在每轉(zhuǎn)分度5~10000線

　　信號輸出

　　信號輸出有正弦波（電流或電壓），方波（TTL、HTL），集電極開路（PNP、NPN），推拉式多種形式，其中TTL為長線差分驅(qū)動（對稱A,A-;B,B-;Z,Z-），HTL也稱推拉式、推挽式輸出，編碼器的信號接收設(shè)備接口應(yīng)與編碼器對應(yīng)。

　　信號連接—編碼器的脈沖信號一般連接計數(shù)器、PLC、計算機(jī)，PLC和計算機(jī)連接的模塊有低速模塊與高速模塊之分，開關(guān)頻率有低有高。

　　如單相聯(lián)接，用于單方向計數(shù)，單方向測速。

　　A.B兩相聯(lián)接，用于正反向計數(shù)、判斷正反向和測速。

　　A、B、Z三相聯(lián)接，用于帶參考位修正的位置測量。

　　A、A-，B、B-，Z、Z-連接，由于帶有對稱負(fù)信號的連接，在后續(xù)的差分輸入電路中，將共模噪聲抑制，只取有用的差模信號，因此其抗干擾能力強(qiáng)，可傳輸較遠(yuǎn)的距離。

　　對于TTL的帶有對稱負(fù)信號輸出的編碼器，信號傳輸距離可達(dá)150米。

　　旋轉(zhuǎn)編碼器由精密器件構(gòu)成，故當(dāng)受到較大的沖擊時，可能會損壞內(nèi)部功能，使用上應(yīng)充分注意。

　　HEIDENHAIN旋轉(zhuǎn)編碼器原理特點(diǎn)

　　旋轉(zhuǎn)編碼器是集光機(jī)電技術(shù)于一體的速度位移傳感器。

　　增量式

　　增量式編碼器軸旋轉(zhuǎn)時，有相應(yīng)的相位輸出。其旋轉(zhuǎn)方向的判別和脈沖數(shù)量的增減，需借助后部的判向電路和計數(shù)器來實(shí)現(xiàn)。其計數(shù)起點(diǎn)可任意設(shè)定，并可實(shí)現(xiàn)多圈的無限累加和測量。還可以把每轉(zhuǎn)發(fā)出一個脈沖的Z信號，作為參考機(jī)械零位。當(dāng)脈沖已固定，而需要提高分辨率時，可利用帶90度相位差A(yù)，B的兩路信號，對原脈沖數(shù)進(jìn)行倍頻。

　　值

　　值編碼器軸旋轉(zhuǎn)器時，有與位置一一對應(yīng)的代碼（二進(jìn)制，BCD碼等）輸出，從代碼大小的變更即可判別正反方向和位移所處的位置，而無需判向電路。它有一個零位代碼，當(dāng)停電或關(guān)機(jī)后再開機(jī)重新測量時，仍可準(zhǔn)確地讀出停電或關(guān)機(jī)位置地代碼，并準(zhǔn)確地找到零位代碼。一般情況下值編碼器的測量范圍為0～360度，但特殊型號也可實(shí)現(xiàn)多圈測量。

　　正弦波

　　正弦波編碼器也屬于增量式編碼器，主要的區(qū)別在于輸出信號是正弦波模擬量信號，而不是數(shù)字量信號。它的出現(xiàn)主要是為了滿足電氣領(lǐng)域的需要－用作電動機(jī)的反饋檢測元件。在與其它系統(tǒng)相比的基礎(chǔ)上，人們需要提高動態(tài)特性時可以采用這種編碼器。

　　為了保證良好的電機(jī)控制性能，編碼器的反饋信號必須能夠提供大量的脈沖，尤其是在轉(zhuǎn)速很低的時候，采用傳統(tǒng)的增量式編碼器產(chǎn)生大量的脈沖，從許多方面來看都有問題，當(dāng)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)（6000rpm）時，傳輸和處理數(shù)字信號是困難的。

　　在這種情況下，處理給伺服電機(jī)的信號所需帶寬（例如編碼器每轉(zhuǎn)脈沖為10000）將很容易地超過MHz門限；而另一方面采用模擬信號大大減少了上述麻煩，并有能力模擬編碼器的大量脈沖。這要感謝正弦和余弦信號的內(nèi)插法，它為旋轉(zhuǎn)角度提供了計算方法。這種方法可以獲得基本正弦的高倍增加，例如可從每轉(zhuǎn)1024個正弦波編碼器中，獲得每轉(zhuǎn)超過1000，000個脈沖。接受此信號所需的帶寬只要稍許大于100KHz即已足夠。