亨士樂Hengstler光電編碼(ma)器(qi)技(ji)術(shu)

亨(heng)士(shi)樂Hengstler光電編碼(ma)器(qi)技(ji)術(shu)
常用的光電式(shi)編碼(ma)器(qi)為增量光電編碼(ma)器(qi)，亦稱光電碼(ma)盤(pan)、光電脈(mai)沖發(fa)生器、光電脈(mai)沖編碼(ma)器(qi)等，它(ta)把(ba)機(ji)械轉(zhuan)角變(bian)成電脈(mai)沖，是數控機(ji)床上常(chang)用的壹種角位(wei)移(yi)檢測(ce)元件(jian)，也(ye)可用於角速(su)度(du)檢測(ce)。從(cong)名(ming)字(zi)我們能知(zhi)道，光電編碼(ma)器(qi)是通(tong)過光線(xian)來(lai)檢測(ce)位(wei)置(zhi)信號(hao)的。壹個光電編碼(ma)器(qi)主(zhu)要包(bao)含(han)四(si)種原(yuan)件(jian)：
  •  光源（通(tong)常(chang)為LED）
  •  傳感器(qi)
  •  可旋(xuan)轉(zhuan)的碼(ma)盤(pan)
  •  遮(zhe)光掩(yan)碼(ma)盤(pan)
亨(heng)士(shi)樂編碼(ma)器(qi)在與(yu)被(bei)測(ce)軸同(tong)心的碼(ma)盤(pan)上刻制了(le)按壹定編碼(ma)規(gui)則形(xing)成(cheng)的遮(zhe)光和(he)透光的軌道。碼(ma)盤(pan)的壹邊是發(fa)光LED，另(ling)壹(yi)邊(bian)則是(shi)接(jie)收光線(xian)的傳感器(qi)。碼(ma)盤(pan)隨(sui)著(zhe)被(bei)測(ce)軸的轉(zhuan)動使(shi)得透過碼(ma)盤(pan)的光束(shu)產(chan)生間斷，通(tong)過光電器(qi)件的接收和電路(lu)的處理(li)，產(chan)生特定(ding)電信號(hao)的輸出，再經(jing)過數字(zi)處理(li)可計算(suan)出(chu)位(wei)置(zhi)和速(su)度(du)信息。
在光電編碼(ma)器(qi)中(zhong)每個傳(chuan)感器(qi)用於壹路(lu)信號(hao)的檢測(ce)。壹(yi)條(tiao)碼(ma)道(dao)可以配合兩個傳(chuan)感器(qi)進行(xing)檢測(ce)，這兩個傳(chuan)感器(qi)檢測(ce)出(chu)來(lai)的信號(hao)會有壹定的相位(wei)偏(pian)差(cha)。從(cong)這組帶相位(wei)差(cha)的信號(hao)我們可以得到(dao)更多的信息比如(ru)旋(xuan)轉(zhuan)方向(xiang)。如果我們需要零位(wei)信號(hao)用於脈沖計數(shu)的校正(zheng)，通(tong)常(chang)碼(ma)盤(pan)上還(hai)會有另壹條(tiao)軌(gui)道用於產生零位(wei)信號(hao)。
亨士(shi)樂采用光學(xue)相位(wei)陣(zhen)技(ji)術(shu)的光電編碼(ma)器(qi)比傳(chuan)統(tong)的設計更加可靠。光學(xue)相位(wei)陣(zhen)技(ji)術(shu)的原(yuan)理(li)是(shi)采(cai)集多路信號(hao)的平均值(zhi)作(zuo)為(wei)壹(yi)路(lu)信號(hao)，所以(yi)帶來的好(hao)處是采(cai)集(ji)的信號(hao)更加穩(wen)定可靠，適合(he)應(ying)用在壹(yi)些(xie)更復雜的環境(jing)當(dang)中(zhong)，例(li)如采(cai)礦(kuang)，重型機(ji)械等。因(yin)為(wei)在這些(xie)環(huan)境(jing)中(zhong)振動和沖擊(ji)會影響(xiang)傳統(tong)編碼(ma)器(qi)的信號(hao)采集(ji)。另外采用光學(xue)相位(wei)陣(zhen)技(ji)術(shu)的編碼(ma)器(qi)在安(an)裝(zhuang)精度(du)上的要求(qiu)也(ye)比傳(chuan)統(tong)光學(xue)編碼(ma)器(qi)要低。
亨士(shi)樂光電編碼(ma)器(qi)的測(ce)量(liang)精(jing)度(du)
光電編碼(ma)器(qi)的測(ce)量(liang)精(jing)度(du)取(qu)決於它(ta)所(suo)能(neng)分(fen)辨的zui小(xiao)角(jiao)度(du)，而(er)這與碼(ma)盤(pan)圓(yuan)周的條(tiao)紋數有(you)關(guan)，即分(fen)辨角α＝360°/狹縫(feng)數。如(ru)條(tiao)紋數為(wei)1024，則(ze)分辨角α＝360°/1024＝0.352°。光電編碼(ma)器(qi)的輸出信號(hao)A、和B、為(wei)差(cha)動信號(hao)。差(cha)動信號(hao)大大提高(gao)了(le)傳(chuan)輸(shu)的抗幹擾(rao)能(neng)力(li)。在數(shu)控(kong)系統(tong)中(zhong)，常(chang)對上述(shu)信號(hao)進行(xing)倍頻(pin)處理(li)，以(yi)進(jin)壹步提高(gao)分(fen)辨力。例(li)如，配置2000脈沖／r光電編碼(ma)器(qi)的伺服電動機(ji)直接驅動8mm螺距的滾(gun)珠(zhu)絲(si)杠，經(jing)數(shu)控(kong)系(xi)統(tong)4倍頻(pin)處理(li)後(hou)，相當(dang)於8000脈沖／r的角度(du)分(fen)辨力，對應工(gong)作(zuo)臺的直線分(fen)辨力由倍頻(pin)前(qian)的0.004mm提高(gao)到(dao)0.001mrn。光電式(shi)編碼(ma)器(qi)的優(you)點(dian)是沒(mei)有接觸(chu)磨(mo)損(sun)，碼(ma)盤(pan)壽(shou)命長(chang)，允許轉(zhuan)速(su)高，而且zui外(wai)圈每片(pian)寬(kuan)度(du)可做得很小(xiao)，因(yin)而(er)精(jing)度(du)高(gao)。缺(que)點是結(jie)構復雜，價(jia)格相對要高，光源壽命偏(pian)短(duan)。
亨(heng)士樂光學(xue)編碼(ma)器(qi)的應用
亨(heng)士(shi)樂增量(liang)式(shi)光電編碼(ma)器(qi)按每轉(zhuan)發(fa)出(chu)的脈沖數的多少(shao)來(lai)分(fen)有(you)多種型號(hao)，比如(ru)數(shu)控機(ji)床zui常(chang)用的如下表所(suo)列，根(gen)據數(shu)控(kong)機(ji)床絲(si)杠螺(luo)距來選用。
脈(mai)沖編碼(ma)器(qi)     每轉(zhuan)脈沖移動量（mm）
2000脈沖／r     2，3，4，6，8
2500脈沖／r     5，10
3000脈沖／r     3，6，12
亨士樂為了(le)適(shi)應(ying)高(gao)速(su)、高精度(du)數(shu)字伺服系統(tong)的需要，先(xian)後(hou)又發(fa)展(zhan)了(le)高(gao)分(fen)辨率的光電脈(mai)沖編碼(ma)器(qi)。現(xian)在已(yi)有(you)使(shi)用每轉(zhuan)發(fa)出(chu)10萬乃至幾百萬個脈(mai)沖的編碼(ma)器(qi)，該類光電脈(mai)沖編碼(ma)器(qi)裝置內部(bu)應(ying)用了(le)微處理(li)器(qi)。
光學(xue)編碼(ma)器(qi)通(tong)過特殊(shu)的設計可以達到非常(chang)高的精度(du)，單(dan)圈分辨率也(ye)可以超過4百萬(wan)個脈(mai)沖。這些(xie)優(you)勢(shi)使(shi)得光學(xue)編碼(ma)器(qi)在很多對分辨率要求(qiu)很高(gao)的場合占(zhan)有壹席之地(di)，例(li)如(ru)：電腦(nao)的鼠標，復印機(ji)或(huo)是醫療(liao)機(ji)械。通(tong)過光學(xue)相位(wei)陣(zhen)技(ji)術(shu)的應用，光電編碼(ma)器(qi)也(ye)可以在更惡劣(lie)的環境(jing)中(zhong)使(shi)用，例(li)如(ru)塔(ta)基(ji)。
盡管(guan)在壹(yi)些(xie)惡(e)劣(lie)的環境(jing)下我們可能會考慮(lv)磁(ci)性(xing)編碼(ma)器(qi)，但我們需要考慮(lv)壹(yi)個問(wen)題：究(jiu)竟是光電編碼(ma)器(qi)的精度(du)和(he)分辨率對我們的系統更重要(yao)，還(hai)是(shi)磁(ci)性(xing)編碼(ma)器(qi)的可靠性更重要(yao)。
亨士樂Hengstler光電編碼(ma)器(qi)技(ji)術(shu)