编码器的优缺点分析选择需要注意哪些地方?
光学式编码器、磁性编码器、电容式编码器是工程师常用使用的三种主要编码器技术。为了判断哪个技术适合终应用,需要考虑几个因素。为协助工程师的选择,概述光学式、磁性、静电电容式3种编码器技术,并概述各技术的利弊权衡。
第一;光学编码器
多年来,光学编码器一直是运动控制应用市场中的流行选择。它由位于编码器代码两侧的LED光源(通常是红外光源)和光电探测器组成。编码盘由塑料和玻璃制成,上面装有透光线和插槽。当码盘旋转时,LED的光路被码盘上间隔排列的线或槽所阻挡,从而生成两个典型的方波正交正交脉冲a和b,可用于确定轴的旋转和速度。
包含索引脉冲的光学编码器的a和b的典型正交脉冲
光学编码器已被广泛使用,但存在一些缺点。在多尘和肮脏的环境(例如工业应用)中,污染物将积聚在代码盘上,并阻止LED光穿过光学传感器。由于污染的编码器盘可能导致方波不连续或完全丢失,因此会严重影响光学编码器的可靠性和准确性。 LED的使用寿命有限,并最终会烧坏,从而导致编码器发生故障。另外,玻璃和塑料代码盘在振动和极端温度下容易损坏,因此光学编码器在恶劣环境中的应用范围受到限制。将其组装到电机上不仅花费时间,而且污染的风险也很大。如果光学编码器的分辨率很高,它将消耗超过100mA的电流,这将进一步影响其在移动设备和电池供电设备中的应用。
第二;磁性编码器
磁性编码器的结构类似于光学编码器的结构,但是它使用磁场而不是光束。磁性编码器使用磁性编码盘代替开槽的光电编码盘。它具有间隔排列在磁代码盘上的磁极,并在一行霍尔效应传感器或磁阻传感器上旋转。拨码盘的任何旋转都会响应这些传感器,并且所生成的信号将被发送到信号调整前端电路,以确定轴的位置。磁性编码器的耐用性,抗振性和抗冲击性优于光学编码器。此外,当遇到灰尘,污垢,油污和其他污染物时,光学编码器的性能将大大降低,但磁性编码器不会受到影响,因此最适合在恶劣的环境中使用。但是,电机(特别是步进电机)产生的电磁噪声会对磁编码器产生很大影响,并且温度变化会引起位置漂移。另外,磁性编码器的分辨率和精度相对较低,远不及光学和静电电容编码器。
第三;电容编码器
电容编码器由转子,固定发射器和固定接收器组成。构成。电容感应使用条纹或线性条纹。一个极位于固定元件上,另一个极位于移动元件上以形成可变电容器,该可变电容器被配置为一对接收器/发射器。转子上刻有正弦波条纹,当电动机轴旋转时,它将产生特殊且可预测的信号。然后,信号由编码器的板载ASIC转换,以计算光轴的位置和旋转方向。