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在發(fā)展中求生存,不斷完善,以良好信譽(yù)和科學(xué)的管理促進(jìn)企業(yè)迅速發(fā)展光學(xué)式、磁式和電容式是可供工程師使用的三種主要編碼器技術(shù)。不過,要確定哪種技術(shù)適合最終應(yīng)用,還需要考慮一些因素。為了幫助工程師選型,本文將概述光學(xué)式、磁式和電容式三種編碼器技術(shù),并且略述各種技術(shù)的利弊權(quán)衡。
1 光學(xué)編碼器
多年來,光學(xué)編碼器一直都是運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用市場的熱門選擇。它由LED光源(通常是紅外光源)和光電探測器組成,二者分別位于編碼器碼盤兩側(cè)。碼盤由塑料或玻璃制成,上面間隔排列著一系列透光和不透光的線或槽。碼盤旋轉(zhuǎn)時(shí),LED光路被碼盤上間隔排列的線或槽阻斷,從而產(chǎn)生兩路典型的方波A和B正交脈沖,可用于確定軸的旋轉(zhuǎn)和速度。
磁性編碼器的結(jié)構(gòu)與光學(xué)編碼器類似,但它利用的是磁場,而非光束。磁性編碼器使用磁性碼盤替代帶槽光電碼盤,磁性碼盤上帶有間隔排列的磁極,并在一列霍爾效應(yīng)傳感器或磁阻傳感器上旋轉(zhuǎn)。碼盤的任何轉(zhuǎn)動(dòng)都會(huì)使這些傳感器產(chǎn)生響應(yīng),而產(chǎn)生的信號(hào)將傳輸至信號(hào)調(diào)理前端電路以確定軸的位置。相較于光學(xué)編碼器,磁性編碼器的優(yōu)勢在于更耐用、抗振和抗沖擊。而且,在遇到灰塵、污垢和油漬等污染物的情況下,光學(xué)編碼器的性能會(huì)大打折扣,磁性編碼器卻不受影響,因此非常適合惡劣環(huán)境應(yīng)用。不過,電機(jī)(尤其是步進(jìn)電機(jī))產(chǎn)生的電磁干擾會(huì)對(duì)磁性編碼器造成極大的影響,并且溫度變化也會(huì)使其產(chǎn)生位置漂移。此外,磁性編碼器的分辨率和精度相對(duì)較低,在這方面遠(yuǎn)不及光學(xué)和電容式編碼器。
3 電容式編碼器
電容式編碼器主要由三部分組成:轉(zhuǎn)子、固定發(fā)射器和固定接收器。電容感應(yīng)使用條狀或線狀紋路,一極位于固定元件上,另一極位于活動(dòng)元件上,以構(gòu)成可變電容器,并配置成一對(duì)接收器/發(fā)射器。轉(zhuǎn)子上蝕刻了正弦波紋路,隨著電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng),這種紋路可產(chǎn)生特殊但可預(yù)測的信號(hào)。隨后,該信號(hào)經(jīng)由編碼器的板載ASIC轉(zhuǎn)換,以計(jì)算軸的位置和旋轉(zhuǎn)方向。
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