編碼器三種技術(shù)類型的優(yōu)缺點

時間：2023-03-10作者：福建鴻飛達自動化科技有限公司瀏覽：411

編碼器應(yīng)用范圍廣泛
從AGV物流到電機行業(yè)，從大型工程車輛到半導(dǎo)體制造設(shè)備，還有無數(shù)的醫(yī)療和軍事應(yīng)用，編碼器的身影無所不在。

簡而言之，哪里有運動，哪里就會有編碼器存在。雖然這種電子元器件可能不像其他終端產(chǎn)品那樣具有廣為人知，但是在當(dāng)今復(fù)雜的運動控制系統(tǒng)中它有著至關(guān)重要的作用。

旋轉(zhuǎn)編碼器是工業(yè)、機器人、航空航天、能源和自動化應(yīng)用中運動控制反饋回路的關(guān)鍵部件。這些元器件必須能夠在惡劣的條件下工作，應(yīng)對灰塵、污垢和油脂；變化不定的溫度；以及強振環(huán)境。

另外，由于無刷直流 (BLDC) 電機的使用越來越多，對旋轉(zhuǎn)編碼器的需求也在不斷增大， 從而提高在控制、精度和效率方面的優(yōu)勢。編碼器的任務(wù)很簡單，即為系統(tǒng)控制器指示電機軸的位置。使用此數(shù)據(jù)，控制器能準(zhǔn)確為電機繞組換向，并決定速度、轉(zhuǎn)向和加速度等參數(shù)，運動控制回路需要利用這些參數(shù)來保持目標(biāo)電機性能。在旋轉(zhuǎn)編碼器應(yīng)用中，需要長期的可靠性、耐用性和優(yōu)化的性能，所有這些都意味著在大多數(shù)需要精確運動控制的應(yīng)用中，智能旋轉(zhuǎn)編碼器變得越來越重要。


編碼器技術(shù)革新
目前出現(xiàn)了一些采用智能功能的新方法，帶來了新功能和新方案，改變了不起眼的編碼器的前景。

盡管旋轉(zhuǎn)編碼器**，但是通常被認為是啞設(shè)備，只是用于將脈沖信號提供給較**別的控制器。傳統(tǒng)編碼器的老用戶不愿輕易接受新技術(shù)，但如今對于原理經(jīng)過充分測試的磁電式編碼器等技術(shù)，他們卻寄予更多信任，并對編碼器在該領(lǐng)域經(jīng)過證實的多年成功充滿信心。

由于在設(shè)計中添加微控制器和自定義 ASIC，因此大大增加多功能性，從而能夠快速配置編碼器的分辨率、零位和較數(shù)。這種動作檢測數(shù)字方法實現(xiàn)了眾多優(yōu)勢，為使用旋轉(zhuǎn)式換向編碼器的設(shè)計人員帶來了全新的智能化水平。


編碼器技術(shù)：三種類型及其優(yōu)缺點
較*的三種編碼器方法分別采用光學(xué)、磁性和電容式技術(shù)。

光學(xué)設(shè)置采用帶槽圓盤，一側(cè)是 LED，另一側(cè)是光電晶體管。圓盤會旋轉(zhuǎn)并中斷光路，因此產(chǎn)生的脈沖會指示軸的方向和旋轉(zhuǎn)（圖 1）。盡管成本低廉，但光學(xué)編碼器的可靠性會因污垢、灰塵和油污等污染物而降低，并且 LED 的使用壽命有限。

磁性編碼器與光學(xué)編碼器的結(jié)構(gòu)非常相似，但前者使用的是磁場而不是光束。它使用磁性圓盤替代帶槽光輪，磁性圓盤在磁阻傳感器陣列上轉(zhuǎn)動。磁輪轉(zhuǎn)動會在這些傳感器中產(chǎn)生響應(yīng)，這些響應(yīng)信號傳遞給信號調(diào)節(jié)**電路，以確定軸的位置。雖然具有高耐用性，但磁性編碼器的精度卻不高，并且容易受到來自電機和驅(qū)動器的電磁干擾。

電容式編碼器兼具光學(xué)和磁性編碼器設(shè)計的所有優(yōu)點，而且擯棄了它們的弱點。這種編碼器較加穩(wěn)健，并且對環(huán)境微粒和電磁干擾很不敏感。電容式編碼器具有兩種線狀形式，一個設(shè)在固定元件上，另一個設(shè)在移動元件上。這些共同構(gòu)成一個配置為收發(fā)器對的可變電容器（圖 2）。編碼器旋轉(zhuǎn)會觸發(fā)集成的 ASIC，以對線路變化進行計數(shù)，并利用插值法跟蹤軸的方向同時提供標(biāo)準(zhǔn)正交輸出，連同其他編碼器提供的換向輸出來控制 BLDC 電機。


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