德國(guó)PILZ皮爾茲旋轉(zhuǎn)編碼器是用來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)速并配合PWM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)快速調(diào)速的裝置,光電式旋轉(zhuǎn)編碼器通過(guò)光電轉(zhuǎn)換,可將輸出軸的角位移、角速度等機(jī)械量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖以數(shù)字量輸出(REP)。
德國(guó)PILZ皮爾茲旋轉(zhuǎn)編碼器分為單路輸出和雙路輸出兩種。技術(shù)參數(shù)主要有每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)(幾十個(gè)到幾千個(gè)都有),和供電電壓等。單路輸出是指旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出是一組脈沖,而雙路輸出的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出兩組A/B相位差90度的脈沖,通過(guò)這兩組脈沖不僅可以測(cè)量轉(zhuǎn)速,還可以判斷旋轉(zhuǎn)的方向。
德國(guó)PILZ皮爾茲旋轉(zhuǎn)編碼器的工作原理:
由一個(gè)中心有軸的光電碼盤(pán),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(hào)組合成A、B、C、D,每個(gè)正弦波相差90度相位差(相對(duì)于一個(gè)周波為360度),將C、D信號(hào)反向,疊加在A、B兩相上,可增強(qiáng)穩(wěn)定信號(hào);另每轉(zhuǎn)輸出一個(gè)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(guò)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(guò)零位脈沖,可獲得編碼器的零位參考位。
德國(guó)PILZ皮爾茲旋轉(zhuǎn)編碼器碼盤(pán)的材料有玻璃、金屬、塑料,玻璃碼盤(pán)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(pán)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(gè)數(shù)量級(jí),塑料碼盤(pán)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。
德國(guó)PILZ皮爾茲旋轉(zhuǎn)編碼器的信號(hào)輸出:
信號(hào)輸出有正弦波(電流或電壓),方波(TTL、HTL),集電極開(kāi)路(PNP、NPN),推拉式多種形式,其中TTL為長(zhǎng)線差分驅(qū)動(dòng)(對(duì)稱A,A-;B,B-;Z,Z-),HTL也稱推拉式、推挽式輸出,編碼器的信號(hào)接收設(shè)備接口應(yīng)與編碼器對(duì)應(yīng)。
信號(hào)連接—德國(guó)PILZ皮爾茲旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖信號(hào)一般連接計(jì)數(shù)器、PLC、計(jì)算機(jī),PLC和計(jì)算機(jī)連接的模塊有低速模塊與高速模塊之分,開(kāi)關(guān)頻率有低有高。
如單相聯(lián)接,用于單方向計(jì)數(shù),單方向測(cè)速。
A.B兩相聯(lián)接,用于正反向計(jì)數(shù)、判斷正反向和測(cè)速。
A、B、Z三相聯(lián)接,用于帶參考位修正的位置測(cè)量。
A、A-,B、B-,Z、Z-連接,由于帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)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(hào),因此其抗干擾能力強(qiáng),可傳輸較遠(yuǎn)的距離。
對(duì)于TTL的帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)輸出的編碼器,信號(hào)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(shí),可能會(huì)損壞內(nèi)部功能,使用上應(yīng)充分注意。
德國(guó)PILZ皮爾茲旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出信號(hào):
信號(hào)序列
一般德國(guó)PILZ皮爾茲旋轉(zhuǎn)編碼器輸出信號(hào)除A、B兩相(A、B兩通道的信號(hào)序列相位差為90度)外,每轉(zhuǎn)一圈還輸出一個(gè)零位脈沖Z。
當(dāng)主軸以順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí),按下圖輸出脈沖,A通道信號(hào)位于B通道之前;當(dāng)主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),A通道信號(hào)則位于B通道之后。從而由此判斷主軸是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)。
正弦輸出德國(guó)PILZ皮爾茲旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的差分信號(hào)如下圖所示:
零位信號(hào)
編碼器每旋轉(zhuǎn)一周發(fā)一個(gè)脈沖,稱之為零位脈沖或標(biāo)識(shí)脈沖,零位脈沖用于決定零位置或標(biāo)識(shí)位置。要準(zhǔn)確測(cè)量零位脈沖,不論旋轉(zhuǎn)方向,零位脈沖均被作為兩個(gè)通道的高位組合輸出。由于通道之間的相位差的存在,零位脈沖僅為脈沖長(zhǎng)度的一半。
預(yù)警信號(hào)
有的德國(guó)PILZ皮爾茲旋轉(zhuǎn)編碼器還有報(bào)警信號(hào)輸出,可以對(duì)電源故障,發(fā)光二極管故障進(jìn)行報(bào)警,以便用戶及時(shí)更換編碼器。
NPN/PNP開(kāi)路集電極輸出(NPN/PNP Open Collector)
最基本的輸出方式,抗干擾能力差,輸出有效距離短。在旋轉(zhuǎn)編碼器中用于增量型編碼器輸出,現(xiàn)已較少使用。
傳輸介質(zhì):所有導(dǎo)線,光纖,無(wú)線電
高頻特性:佳
右圖為NPN開(kāi)路集電集輸出。
線驅(qū)動(dòng)(TTL/RS422)
對(duì)稱的正負(fù)信號(hào)輸出,抗干擾能力強(qiáng),最大傳輸距離1000m.
傳輸介質(zhì):雙絞線
高頻特性:佳
在德國(guó)PILZ皮爾茲旋轉(zhuǎn)編碼器乃至現(xiàn)今工業(yè)控制系統(tǒng)作為電氣連接接口使用非常普遍。
推挽輸出(Push-Pull)
組合了PNP和NPN兩種輸出,對(duì)稱的正負(fù)信號(hào)輸出,可以方便地駁接單端接收,抗干擾能力強(qiáng),(差分接收);最大傳輸距離100m。
傳輸介質(zhì):雙絞線(差分接收);所有導(dǎo)線,光纖,無(wú)線電(單端接收)。
高頻特性:好
德國(guó)PILZ皮爾茲旋轉(zhuǎn)編碼器的其它:
其它的接口方式還有RS232(C),RS485以及絕對(duì)編碼器常用的SSI,各種現(xiàn)場(chǎng)總路線(如Profibus,Devicenet,CANopen等)。
德國(guó)PILZ皮爾茲旋轉(zhuǎn)編碼器的參數(shù):
Ambient temperature -10 - 60 °C、
Update rate 250 μs
Coding Binary
Absolute values, measuring channel 2
Interface SSI
Output driver RS422
Resolution per revolution 8 Bit
- PSEN in1n: M12,5芯連接器
輸出: 2路安全輸出,1路信號(hào)輸出
DIN EN 61000-4-2:2009 Electrostatic discharge, ESD
Number of revolutions 12 Bit No. 544021, 544022
Update rate 500 μs
Coding Bin?r
Incremental values
Interface TTL
Signal level 5 V
Number of increments 4096
實(shí)心軸號(hào)544012,544022
軸直徑10 mm編號(hào)544012,544022
20毫米號(hào)544011,544021
連接類型端子
角加速度1E+04弧度/秒?
最大。轉(zhuǎn)速30001/min極限號(hào)544011,
Signal tracks A, /A, B, /B
Environmental data
Vibration to EN 60068-2-6
Frequency 55.0 - 2000.0 Hz
Max. acceleration 10g
Shock to EN 60068-2-27