磁編碼器的工作性能及其優(yōu)勢分享

磁編碼器是近年來隨著光學(xué)編碼器的發(fā)展而發(fā)展起來的一種新型電磁敏感元件。光學(xué)編碼器的主要優(yōu)點(diǎn)是對濕氣和污染敏感，但可靠性較差，而磁編碼器不易受灰塵和冷凝影響。同時，它的結(jié)構(gòu)簡單緊湊，可以高速工作，響應(yīng)速度快（高達(dá)500~700kHz），體積比光學(xué)編碼器小，成本更低，并且易于精確排列和組合幾個元件。與使用光學(xué)元件和半導(dǎo)體磁傳感器相比，形成新的功能部件和多功能部件更容易。在高速、高精度、小型化和長壽命的要求下，磁編碼器以其突出的特點(diǎn)和優(yōu)勢，在激烈的市場競爭中成為開發(fā)高科技產(chǎn)品的關(guān)鍵之一。



磁編碼器的原理是通過磁力形成脈沖串以產(chǎn)生信號。其性質(zhì)是在未硫化橡膠中混合稀土磁性粉末以形成磁性橡膠坯料，該磁性橡膠坯料硫化并粘附到增強(qiáng)環(huán)（1）上以形成磁性膠圈（2）。磁性橡膠環(huán)以圓形交替磁化以產(chǎn)生S極和N極。同時，采用新型SMR（磁敏電阻）或霍爾效應(yīng)傳感器作為傳感器元件，信號穩(wěn)定可靠。此外，使用雙層布線技術(shù)可以使磁編碼器不僅具有增量信號、增量信號和指數(shù)信號輸出，而且具有絕對信號輸出功能。盡管目前約90%的編碼器是光學(xué)編碼器，但毫無疑問，在未來，磁編碼器的使用將逐漸增加UVW信號增量編碼器：除了上述通用編碼器之外，還有一些與其他電輸出信號集成的增量編碼器。一個例子是與UVW信號集成的增量編碼器，它通常應(yīng)用于交流伺服電機(jī)的反饋。這些磁極信號通常出現(xiàn)在交流伺服電機(jī)（或無刷電機(jī)）中。UVW信號通常是通過模擬磁性元件的功能來設(shè)計(jì)和生成的，并以偏移120°的三個方波的形式出現(xiàn)。為了更容易啟動發(fā)動機(jī)，起動機(jī)需要這些正確的信號來控制發(fā)動機(jī)。這些UVW脈沖可以在機(jī)械軸的旋轉(zhuǎn)中重復(fù)多次，因?yàn)樗鼈冎苯尤Q于連接的電機(jī)極數(shù)，并用于4極、6極或更多極電機(jī)的UVW信號。

編碼器應(yīng)用簡介：

1.3D打印機(jī)可以使用多個編碼器來跟蹤打印頭的位置。然后可以將來自編碼器的信息發(fā)送回運(yùn)動控制系統(tǒng)，從而可以驗(yàn)證打印頭是否處于正確位置以打印期望的對象。

2.三角形機(jī)器人使用一系列電機(jī)來控制手臂的位置。每個電機(jī)很可能連接到某種編碼器。每個編碼器的數(shù)據(jù)用于了解每個電機(jī)上的軸旋轉(zhuǎn)，這會影響末端執(zhí)行器（機(jī)器人的“手”）的位置。

3.自動裝配線可以使用旋轉(zhuǎn)編碼器來跟蹤輸送系統(tǒng)的運(yùn)動。通過將編碼器與移動傳送帶的電機(jī)連接，軸旋轉(zhuǎn)和總轉(zhuǎn)數(shù)可用于導(dǎo)出物體在傳送帶上的運(yùn)動。

因此，如果你想跟蹤機(jī)械系統(tǒng)的速度、加速度或位置，你可能只需要一個編碼器。

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信號輸出：

信號輸出包括正弦波（電流或電壓）、方波（TTL、HTL）、開路集電極/發(fā)射極（PNP、NPN）和脈沖輸出，其中TTL是長線差分驅(qū)動5V電平（對稱a、a-B-Z、Z-），HTL是推挽10V電平（或推挽）輸出。

信號連接：

編碼器的脈沖信號通常連接到計(jì)數(shù)器、PLC和計(jì)算機(jī)。連接到PLC和計(jì)算機(jī)的模塊分為低速模塊和高速模塊。開關(guān)頻率既低又高。

例如，單相連接器用于單向計(jì)數(shù)和單向速度測量。

A.B兩相連接器用于向前和向后計(jì)數(shù)、向前和向后方向評估以及速度測量。

A、 B，Z三相連接，用于帶參考位置校正的位置測量。

A、 A、B、B、Z連接器由于采用對稱負(fù)信號連接，電流對電纜產(chǎn)生的電磁場為0，衰減最小，抗擾度最好，可遠(yuǎn)距離傳輸。

對于具有對稱負(fù)信號輸出的TTL編碼器，信號傳輸距離可以達(dá)到150米。

對于具有對稱負(fù)信號輸出的HTL編碼器，信號傳輸距離可以達(dá)到300米。

增量編碼器信號連接

1.信號對應(yīng)形式

對于增量編碼器的連接，首先也是最重要的是了解編碼器的輸出形式與接收設(shè)備之間的對應(yīng)關(guān)系。選擇編碼器或接收器時，兩者的信號形狀必須匹配。增量編碼器信號輸出可分為正弦和余弦輸出（sin/cos）和方波輸出波形。

（1） 正弦/余弦輸出信號（sin/cos）是模擬量變化的信號周期，分為電壓輸出Vpp和電流輸出uApp。通常，這兩個輸出沒有與PLC的接口。它們中的大多數(shù)都連接到專用的運(yùn)動控制卡，可以在內(nèi)部進(jìn)行劃分，以獲得更高的分辨率和動態(tài)特性。它還連接到專用分區(qū)盒，以在分區(qū)后輸出方波，確保它是電壓輸出或電流輸出（現(xiàn)在大多數(shù)是電壓輸出）。

（2） 方波輸出還包括開路集電極、電壓輸出、長距離差分驅(qū)動和推挽輸出。

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