以太网GigEpack

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嵌入式调制解调器

支持直接在板上运行的定制MicroPython应用,开发人员将其集成到现有设计中,即时实现蜂窝集成无需进行全面的重新设计。

AVX柱式超级电容器的解决方案

巧妙地融合了极高电容与极低ESR,具有出色的脉冲功率处理特性。 该电容器既可单独使用,也可与一次或二次电池结合使用。

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编码器分辨率

目前,编码器分辨率在当代的应用可谓是越来越广泛,编码器分辨率是值得我们好好学习的,现在我们就深入了解编码器分辨率。  ---查看全文 >>

关键字:编码 编码器 

编码器分辨率

目前,编码器分辨率在当代的应用可谓是越来越广泛,编码器分辨率是值得我们好好学习的,现在我们就深入了解编码器分辨率。

编码器分辨率
编码器分辨率

旋转编码器分辨率


分辨率又称位数、脉冲数、几线制(绝对型编码器中会有此称呼),对于增量型编码器而言就是轴旋转一圈编码器输出的脉冲个数;对于绝对型编码器来说,则相当于把一圈360°等分成多少份,例如分辨率是256P/R,则等于把一圈360°等分成了256,每旋转1.4°左右输出一个码值。分辨率的单位是P/R。

编码器的分辨率与编码器的精度


       关于传感器的分辨率与精度的理解,可以用我们所用的机械三指针式手表打这样一个比喻:时针的分辨率是小时,分针的分辨率是分,秒针的分辨率是秒,眼睛反应快的,通过秒针在秒间的空格,我们甚至能分辨至约0.3秒,这是三针式机械指针手表都可以做到的;而精度是什么,就是每个手表对标准时间的准确性,这是每个手表都不同的,或者在使用的不同时间里都不同的(越走越快的或越走越慢的),大致在1秒至30秒之间。

        同样的,在旋转编码器的使用中,分辨率与精度是完全不同的两个概念。
编码器的分辨率,是指编码器可读取并输出的最小角度变化,对应的参数有:每转刻线数(line)、每转脉冲数(PPR)、最小步距(Step)、位(Bit)等。


编码器的精度,是指编码器输出的信号数据对测量的真实角度的准确度,对应的参数是角分(′)、角秒(″)。

分辨率:线(line),就是编码器的码盘的光学刻线,如果编码器是直接方波输出的,它就是每转脉冲数(PPR)了(图1), 但如果是正余弦(sin/cos)信号输出的,是可以通过信号模拟量变化电子细分,获得更多的方波脉冲PPR输出(图2),编码器的方波输出有A相与B 相,A相与B相差1/4个脉冲周期,通过上升沿与下降沿的判断,就可以获得1/4脉冲周期的变化步距(4倍频),这就是最小测量步距(Step)了,所以,严格地讲,最小测量步距就是编码器的分辨率。
例如,德国海德汉的ROD426的3600线编码器,方波输出,就是3600ppr,脉冲周期0.1度,通过A相B相4倍频后,可获得 0.025度的测量步距;而其海德汉提供的精度参数为18角秒(0.005度)。 分辨率数值大于精度数值。
如果是德国海德汉的 ROD486的3600线的正余弦信号输出,可进行25倍的电子细分,获得90000的脉冲(ppr),0.004度的脉冲周期,通过A/B相的四倍频,可获得0.001度最小测量步距的分辨率,而海德汉提供的原始编码器的精度还是18角秒(0.005度),(不含细分误差)。 分辨率数值小于精度数值。
在以通讯数据输出型的编码器或绝对值编码器,其输出的分辨率是以多少“位”来表达,即2的幂次方的圆周分割度。

编码器分辨率
编码器分辨率


所以,旋转编码器的分辨率可以用“线line",每转脉冲数PPR,或“步距Step”分别来表述。用线来表述,可能还可以再细分的,而有一些“17位”的编码器,实际是针对步距的,已经细分好了的。 一个3600线的编码器,分辨率也完全有可能优于一个“17位”的已经细分好的编码器。

进口编码器的替换(一) 增量型编码器,绝对式编码器

国内很多用户有用进口编码器(encoder)的,这些进口编码器有些是随设备进口进来,需要备件维护,有些为设备厂家仿制开发,需寻找相同功能的编码器,有些是业主或设计院为保证应用可靠性而指定的。然而,进口编码器普遍价格贵,交货周期长,进口厂商有些傲慢服务不到位,以及今后长期稳定的供应无法保证,无法维修或维修成本高等等问题。而在实际应用中,由于进口编码器交货周期长或服务不到位,造成选型失当,交货或工程验收拖延,流水线几近停产的故事时常有发生。事实上,包括上海精浦机电公司等国内编码器厂家已经引进了国外技术,开发生产的编码器,已经可以替代大部分进口编码器了,包括欧洲的品牌或日韩的品牌,例如增量值编码器、绝对值编码器、包括绝对值多圈编码器等,国内用户不妨尝试一下对于进口编码器的替换,下面我们就来讨论一下如何进行替换。

首先,进口编码器的替换要具备三个基本概念:
一. 功能应用相当的替换
二. 使用可靠性性能的保证
三. 服务的专业性与准确性

先来讲讲(一).功能应用相当的替换

功能上有5个基本要求:

一. 分辨率相当,前面讲过的进口增量值编码器普遍有 “-500”,“-512”,“-600”,“-1000”,“-1024”,“-2048”等分辨率,尤其是欧洲变频器大部分用1024线,一般都可以替换;而有些较高分辨率的,目前还有些难度;而绝对值单圈编码器17位以下,如“8”“10”“12”“13”“16”“bit”等,上海精浦机电都可以提供替换,还有是格雷余码“180”“360”线等,我们也可以替换;绝对值多圈编码器1212,1213,(或24bit,25bit,XXX425)等,上海精浦机电公司的产品也大部分可以替换,而且上海精浦机电公司的GA、GM系列编码器有些还具有内部智能功能,可自动适应12位与13位、24位与 25位,如一个13位的编码器可同时适用于12位的,25位(1213)多圈的可同时适用于24位(1212)的替换。

二. 工作电压,这个在进口编码器的标签上大部分能够看得到“Power:xx V”,只要在替换时明确清楚不要弄错,错了也许不好用,也许就是烧坏零件了,所以还是蛮重要的。

三. 信号的输出匹配,增量值的有OC(集电极开路)、RS422(line driver,差分长线驱动,TTL)、推挽式(HTL,push-pull)等,都能找到替换,而绝对值编码器有并行(Parallel,信号输出线很多),SSI串行(信号线缆有clock+-,date+-),Canopen、Profibus-DP等总线(信号线缆有A,B等),也都已经可以在上海精浦机电的GM系列绝对值产品系列中找到替换的了。
万能信号输出替换:上海精浦机电公司GA、GM系列还提供了一种智能化信号输出,同时输出 4—20mA和RS485信号,这两种信号几乎可以在所有的PLC或仪表、上位机上找到相应的连接接口,而绝对值编码器工作的量程和分辨率单圈或多圈,都是可以根据需要设定的。这种编码器针对用户不了解进口编码器输出情况的,替换进口就比较方便,不需要随原来的编码器输出形式,而是根据实际应用直接使用了。(上海精浦机电有限公司,咨询电话021-36320991-0998)

四. 编码器的原理性质,区分是增量值编码器、绝对值单圈编码器、绝对值多圈编码器、特殊类型编码器。现在大部分的增量值编码器已经可以替换(例如用GI60,HA78等),难度不大,而绝对值单圈编码器17位(17Bit)以下的也都能用GMS412,GAS60替换,绝对值多圈编码器,28位以下的也都能替换(用GAX60或GMX425替换)。一般进口的编码器标签上会有 “-500”,“-512”,“-600”,“-1000”,“-1024”,“-2048”等数字的,大部分是增量值编码器,上述数字就是输出脉冲数;而标签上有“absolute”并有“8”“10”“12”“13”“16”“bit”等字样的,大部分是单圈编码器;而标签上有 “absolute”“multiturn”,并有“1212”“1213”“24”“25”“26” 等字样的,大部分是多圈绝对值编码器;或者在欧洲一些品牌里,型号中有“S”的为单圈编码器,型号中有“M”的为多圈编码器。(型号中有“I”的,或信号输出有“A,B,Z”的,为增量值编码器)

五. 外形的安装匹配,外形上一个是法兰的安装形式,有夹紧法兰、同步法兰、轴套型等,可以看我以前的博客或上我们网站www.gemple.cn去了解;第二个是外径尺寸,现在普遍的是58、 60、65、78、90(mm)等等都能找到替换的,例如进口编码器型号中XXM58(如AVM58)、(如AC58)、XXS58(如FVS58)、 XXI58(如AVI58)、XXS60、XXM60、XX65(如CE65)、XXX90等,大部分已经可以有国内产品可以替换;第三是轴径,其实这个好办—通过联轴器的孔径可以调整安装的。

综上所述,本文已为讲解编码器分辨率,相信大家对编码器分辨率的认识越来越深入,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值

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什么是旋转编码器?
http://baike.cntronics.com/abc/6308

旋转编码器原理
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光电编码器原理 旋转编码器原理及应用
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