MEYLE 增量式编码器
装配和功能:
Meyle 编码器采用电子光学扫描原理,在光源(多为 LED)和接收器之间旋转一个带有径向光栅线和间隙的圆盘,接收器产生与接收光成正比的正弦波信号。
信号处理
正弦波信号由电子电路(通常是特定的 ASIC)进一步处理。这是必要的,因为大多数控制器的控制(如计数器)都需要一定电压的数字信号。
水平。为此,编码器会对信号进行预处理。预处理后的信号由输出电路根据应用情况进行传输。
选择增量式编码器
在选择编码器时,除第 8-10 页提到的主题外,还应考虑以下参数。
通道数量
带一个输出通道的编码器
带有一个输出通道的编码器用于速度控制或长度测量。
速度控制或长度测量。
双输出通道编码器
在需要感知旋转方向的应用(如定位)中,需要两个通道 A 和 B 相位差 90°的编码器。
通过检测相位偏移,就能确定方向。
编码器有三个输出通道
除了 A 和 B 两个通道外,还有一个零信号,每转一圈出现一次。例如
作为开机后第一圈的参考信号。
- 顺时针转动的 Shatt,Shatt 的俯视图
- 可提供反相信号
- 0 脉冲与通道 A 和 B 的 AND 相连
tr = 上升时间
tf = 下降时间
tf = 下降时间
脉冲倍增
利用特殊的边缘检测功能,双通道编码器的分辨率可以乘以 2 或 4。
使用这种技术,物理上每转 5000 个脉冲的编码器每转可产生 20000 个脉冲
倒置信号
在电气噪声较大的环境中使用时,和/或如果需要非常长的电缆距离,我们建议使用带反相(互补)功能的编码器。
信号。这些信号始终可与 RS 422 型输出电路和正弦波输出一起使用。Meyle 还提供推挽输出。
决议:
举例说明:编码器配有一个测量轮。每转一圈相当于 200 毫米(圆周)的距离。精度应为 0.1 毫米。所需的分辨率(ppr)是多少?
给定:测量轮的圆周
:U = 200 [mm]
系统精度:G = 0, 1 [mm]
想要:编码器的分辨率:A = ?[脉冲/分辨率]
分辨率 = 周长 !!_
精度 G
所需分辨率为 2000 ppr(每转脉冲数)。
:U = 200 [mm]
系统精度:G = 0, 1 [mm]
想要:编码器的分辨率:A = ?[脉冲/分辨率]
分辨率 = 周长 !!_
精度 G
所需分辨率为 2000 ppr(每转脉冲数)。
脉冲频率
可以计算出所需的脉冲频率。这取决于每转脉冲数 (ppr) 和转速 (rpm)。每个编码器都列出了最大脉冲频率。通常为 300 kHz。Meyle 还提供脉冲频率高达 800 kHz 的高分辨率编码器。
示例
如何计算所需脉冲频率 fmax:
给定:速度 n= 3000 min-1
编码器分辨率 R = 1000 ppr
给定:速度 n= 3000 min-1
编码器分辨率 R = 1000 ppr
所需的脉冲频率为 50 kHz。现在,您可以将这一结果与想要选择的编码器的数据进行比较。
本图可作为最常见解决方案的快速指南:
输出和电压供应(过压):
Meyle 可为任何应用提供各种可能的输出和电压电源。
。
。
Output | lnverted signals | Sensor output |
---|---|---|
RS 422 | Yes | 5V DC |
RS 422 | Yes | 10 ... 30 V DC or 5 ... 30 V DC |
Push Pull output | No | 10 ... 30 V DC or 5 ... 30 V DC |
Push Pull outpu | Yes | 10 ... 30 V DC or 5 ... 30 V DC |
Sine wave voltage output | Yes | 5V DC |
Sine wave voltage output | Yes | 10 ... 30VDC |
如果编码器的使用环境中存在较强的电气噪声和长电缆,我们强烈建议使用反相信号。
传感器输出:
传感器输出线上的电压几乎为零。因此可以检测到编码器的实际供电电压(例如 4.2 V,而不是 5 V)。根据这一信息,控制器将把供电电压提高到 5.8 V。
如果编码器与控制单元之间的距离很远,而编码器的供电电压可能会因距离太远而下降,则需要使用传感器输出端。 传感器输入端(控制器)的输入阻抗很高,电压降也会很低。
数字输出:
首先对光学系统的正弦波信号进行数字化处理,以获得方波信号。
- 顺时针转动的轴,轴的俯视图
- 可提供反相信号
- 0 脉冲与通道 A 和 B 的 AND 相连接
- 编码器将连接的相应装置/控制器
- 从编码器到接收装置的距离
- 抗电气噪声或其他干扰的灵敏度。
推拉式:
推挽式输出适用于计数接口卡、电子计数器或 PLC 输入。
输出电路和推荐输入电路 RS 422:
输出电路和推荐的输入电路推挽式,带反相信号:
输出电路和推荐输入电路推挽式,无反相信号:
正弦波输出
正弦波信号可作为电压信号使用。这些信号可进一步处理,并可乘以通常为 10、20、50、100、400、500、1000 的二进制因子(512、1024)。由于两个信号的相位相差 90°,因此可以实现极高的分辨率。因此,这类信号特别适用于需要极高分辨率的应用。此外,它们还非常适合用于运动非常缓慢和精确的数字驱动器,例如磨床、电梯和升降机。
- 轴顺时针旋转,轴的俯视图
- 每转一圈产生一次 0 脉冲
正弦波电压信号的输出电路和推荐输入电路
檐口长度
根据输出电路和电气噪音的不同,建议使用以下长度的电缆:
Output Circuit | max. cable length | Encoder connected to e.g. |
---|---|---|
Push-pull without inverted signals | 100 m | counter/PLC |
Push-pull with inverted signals | 250 m | PLC/IPC1) |
RS 422 with inverted signals | up to 1000 m (> 50 m depending on frequency) | PLC/IPC1) |
Voltage sinus with inverted signals | 50m | PLC/IPC1) |
1)1PC = industrial PC |
注释
- 根据应用情况,推荐的电缆长度可以更短,尤其是在电气噪声较强的地区。
- 始终使用屏蔽电缆
- 信号芯线的线芯直径应为 0.14 mm2
- 根据电缆长度,电源线芯的线芯直径应足够大,以确保编码器的电源电压足够高,信号不会低于最低电平!