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編碼器是將諸如比特流或數據的信號進行編制、轉換成可用于通信,傳輸和存儲的形式的裝置、設備。 將編碼器的角位移或線性位移轉換為電信號,角位移轉電信號稱為碼盤,線位移轉電信號為標尺。 按讀碼的方式可分為兩種類型,即:接觸和非接觸式; 根據編碼器的工作原理可分為增量式和型兩種。 增量編碼器將位移轉換為周期性電信號,然后將電信號轉換為計數脈沖,用脈沖數表示位移大小。 編碼器的每個位置對應于某個確定的數字碼,因此其示值僅與測量的起始和停止位置相關,而不與中間的測量過程有關。
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信號輸出形式 在大多數情況下,直接從編碼器的光電檢測器件獲取的信號電平較低,波形也不規則,還不能適應于控制、信號和遠距離傳輸的要求。所以,在編碼器內還必須將此信號放大、。經過的輸出信號一般近似于正弦波或矩形波。由于矩形波輸出信號容易進行數字,所以這種輸出信號在定位控制中得到廣泛的應用。采用正弦波輸出信號時基本消除了定位停止時的振蕩現象,并且容易通過電子內插方法,以較低的成本得到較高的分辨率。
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一直以來,設計工程師面臨的挑戰是在兩種常見的編碼器技術:光學和磁性之間作出取舍。 光學可提供佳的精度,但可靠性會有所;磁性則可提供更高的耐用性,但準確性會有所不足。 雖然一些設計可以完全避免使用編碼器,但實際上編碼器是絕大多數控制/貳環路中十分重要的環節。
增量式光電編碼器的輸出形式有:集電極開路輸出(Open Collector)、電壓輸出(Voltage Output)、線驅動輸出(Line Driver)、互補型輸出(Complemental Output)和推挽式輸出(Totem Pole)。 集電極開路輸出 這種輸出通過使用編碼器輸出側的NPN晶體管,將晶體管的發射極引出端子連接至0V,斷開集電極與+Vcc的端子并把集電極作為輸出端。在編碼器供電電壓和接受裝置的電壓不一致的情況下,建議使用這種類型的輸出電路。主要應用領域有電梯、紡織機械、注油機、自動化設備、切割機械、印刷機械、包裝機械和針織機械等。 電壓輸出 這種輸出通過使用編碼器輸出側的NPN晶體管,將晶體管的發射極引出端子連接至0V,集電極端子與+Vcc和負載電阻相連,并作為輸出端。在編碼器供電電壓和接受裝置的電壓一致的情況下,建議使用這種類型的輸出電路。主要應用領域有電梯、紡織機械、注油機、自動化設備、切割機械、印刷機械、包裝機械和針織機械等。 線驅動輸出 這種輸出將線驅動專用IC芯片(26LS31)用于編碼器輸出電路,由于它具有高速響應和良好的抗噪聲性能,使得線驅動輸出適宜長距離傳輸。主要應用領域有伺服電機、機器人、數控加工機械等。 互補型輸出 這種輸出由上下兩個分別為PNP型和NPN型的三極管組成,當其中一個三極管導通時,另外一個三極管則關斷。這種輸出形式具有高輸入阻抗和低輸出阻抗,因此在低阻抗情況下它也可以提供大范圍的電源。由于輸入、輸出相位相同且范圍寬,因此它適合長距離傳輸。主要應用于電梯領域或專用領域。 推挽式輸出 這種輸出由上下兩個NPN型的三極管組成,當其中一個三極管導通時,另外一個三極管則關斷。電流通過輸出側的兩個晶體管向兩個方向流入,并始終輸出電流。因此它阻抗低,而且不太受噪聲和變形波的影響。輸出電路。主要應用領域有電梯、紡織機械、注油機、自動化設備、切割機械、印刷機械、包裝機械和針織機械等。
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