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技術(shù)文章

德國KUBLER編碼器工作原理及產(chǎn)品有那幾種類型

閱讀:890          發(fā)布時(shí)間:2021-4-21

       德國KUBLER編碼器是將信號(如比特流)或數(shù)據(jù)進(jìn)行編制、轉(zhuǎn)換為可用以通訊、傳輸和存儲(chǔ)的信號形式的設(shè)備。編碼器把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號,前者稱為碼盤,后者稱為碼尺。按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種;按照工作原理編碼器可分為增量式和兩類。增量式編碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號,再把這個(gè)電信號轉(zhuǎn)變成計(jì)數(shù)脈沖,用脈沖的個(gè)數(shù)表示位移的大小。式編碼器的每一個(gè)位置對應(yīng)一個(gè)確定的數(shù)字碼,因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關(guān),而與測量的中間過程無關(guān)。


    根據(jù)檢測原理,編碼器可分為光學(xué)式、磁式、感應(yīng)式和電容式。根據(jù)其刻度方法及信號輸出形式,可分為增量式、以及混合式三種。
 

    德國KUBLER增量式編碼器:增量式編碼器是直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相;A、B兩組脈沖相位差90度,從而可方便的判斷出旋轉(zhuǎn)方向,而Z相為每轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖,用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位。它的優(yōu)點(diǎn)是原理構(gòu)造簡單,機(jī)械平均壽命可在幾萬小時(shí)以上,抗干擾能力強(qiáng),可靠性高,適合于長距離傳輸。其缺點(diǎn)是無法輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的位置信息。


    德國KUBLER編碼器:編碼器是直接輸出數(shù)字的傳感器,在它的圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼盤,每條道上有透光和不透光的扇形區(qū)相間組成,相鄰碼道的扇區(qū)樹木是雙倍關(guān)系,碼盤上的碼道數(shù)是它的二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù),在碼盤的一側(cè)是光源,另一側(cè)對應(yīng)每一碼道有一光敏元件,當(dāng)碼盤處于不同位置時(shí),各光敏元件根據(jù)受光照與否轉(zhuǎn)換出相應(yīng)的電平信號,形成二進(jìn)制數(shù)。這種編碼器的特點(diǎn)是不要計(jì)數(shù)器,在轉(zhuǎn)軸的任意位置都可讀出一個(gè)固定的與位置相對應(yīng)的數(shù)字碼。顯然,碼道必須N條碼道。目前國內(nèi)已有16位的編碼器產(chǎn)品。
 

  KUBLER編碼器:混合式編碼器,它輸出兩組信息,一組信息用于檢測磁極位置,帶有信息功能;另一組則*同增量式編碼器的輸出信息。


    德國KUBLER光電編碼器的應(yīng)用
    光電編碼器是通過讀取光電編碼盤上的圖案或編碼信息,來表示與光電編碼器相連的電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置信息的。光電編碼器,是目前應(yīng)用最多的傳感器。


    一般的光電編碼器主要由光柵盤和光電檢測裝置組成。在伺服系統(tǒng)中,由于光電碼盤與電動(dòng)機(jī)同軸,電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí),光柵盤與電動(dòng)機(jī)同速旋轉(zhuǎn),經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號。通過計(jì)算每秒光電編碼器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能反映當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。此外,為判斷旋轉(zhuǎn)方向,碼盤還可提供相位相差90°的2個(gè)通道的光碼輸出,根據(jù)雙通道光碼的狀態(tài)變化確定電機(jī)的轉(zhuǎn)向。


    KUBLER編碼器根據(jù)光電編碼器的工作原理可以將光電編碼器分為式光電編碼器與增量式光電編碼器。下面,簡單說明一下,增量型編碼器與型編碼器區(qū)別。
    1、角度測量
    汽車駕駛模擬器,對方向盤旋轉(zhuǎn)角度的測量選用光電編碼器作為傳感器。重力測量儀,采用光電編碼器,把他的轉(zhuǎn)軸與重力測量儀中補(bǔ)償旋鈕軸相連,扭轉(zhuǎn)角度儀,利用編碼器測量扭轉(zhuǎn)角度變化,如扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)機(jī)、漁竿扭轉(zhuǎn)釣性測試等。擺錘沖擊實(shí)驗(yàn)機(jī),利用編碼器計(jì)算沖擊時(shí)擺角變化。
    2、長度測量
    計(jì)米器,利用滾輪周長來測量物體的長度和距離。拉線位移傳感器,利用收卷輪周長計(jì)量物體長度距離。聯(lián)軸直測,與驅(qū)動(dòng)直線位移的動(dòng)力裝置的主軸聯(lián)軸,通過輸出脈沖數(shù)計(jì)量。介質(zhì)檢測,在直齒條、轉(zhuǎn)動(dòng)鏈條的鏈輪、同步帶輪等來傳遞直線位移信息。
    3、速度測量
    線速度,通過跟儀表連接,測量生產(chǎn)線的線速度角速度,通過編碼器測量電機(jī)、轉(zhuǎn)軸等的速度測量
    4、位置測量
    機(jī)床方面,記憶機(jī)床各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)位置,如鉆床等自動(dòng)化控制方面,控制在每個(gè)位置進(jìn)行動(dòng)作。如電梯、提升機(jī)等
    5、同步控制
    通過角速度或線速度,對傳動(dòng)環(huán)節(jié)進(jìn)行同步控制,以達(dá)到張力控制
   
    德國KUBLER旋轉(zhuǎn)編碼器是用來測量轉(zhuǎn)速的裝置。它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)編碼器輸出兩組相位差90度的脈沖,通過這兩組脈沖不僅可以測量轉(zhuǎn)速,還可以判斷旋轉(zhuǎn)的方向。
    1、工作原理:由一個(gè)中心有軸的光電碼盤,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組合成A、B、C、D,每個(gè)正弦波相差90度相位差(相對于一個(gè)周波為360度),將C、D信號反向,疊加在A、B兩相上,可增強(qiáng)穩(wěn)定信號;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),通過零位脈沖,可獲得編碼器的零位參考位。


    編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料,玻璃碼盤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,塑料碼盤是經(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。


    2、信號輸出:信號輸出有正弦波(電流或電壓),方波(TTL、HTL),集電極開路(PNP、NPN),推拉式多種形式,其中TTL為長線差分驅(qū)動(dòng)(對稱A,A-;B,B-;Z,Z-),HTL也稱推拉式、推挽式輸出,編碼器的信號接收設(shè)備接口應(yīng)與編碼器對應(yīng)。
    信號連接—編碼器的脈沖信號一般連接計(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),單方向測速。
    A.B兩相聯(lián)接,用于正反向計(jì)數(shù)、判斷正反向和測速。
    A、B、Z三相聯(lián)接,用于帶參考位修正的位置測量。
    A、A-,B、B-,Z、Z-連接,由于帶有對稱負(fù)信號的連接,電流對于電纜貢獻(xiàn)的電磁場為0,衰減最小,抗干擾,可傳輸較遠(yuǎn)的距離。
    對于TTL的帶有對稱負(fù)信號輸出的編碼器,信號傳輸距離可達(dá)150米。
    對于HTL的帶有對稱負(fù)信號輸出的編碼器,信號傳輸距離可達(dá)300米。
    3、增量式編碼器的問題:增量型編碼器存在零點(diǎn)累計(jì)誤差,抗干擾較差,接收設(shè)備的停機(jī)需斷電記憶,開機(jī)應(yīng)找零或參考位等問題,這些問題如選用型編碼器可以解決。

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