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分辨出编码器有哪些优缺点

更新时间:2022-11-17      点击次数:443


光学式、磁式和电容式是可供工程师使用的三种主要编码器技术。不过,要确定哪种技术适合最终应用,还需要考虑一些因素。为了帮助工程师选型,本文将概述光学式、磁式和电容式三种编码器技术,并且略述各种技术的利弊权衡。

  1 光学编码器

  多年来,光学编码器一直都是运动控制应用市场的热门选择。它由LED光源(通常是红外光源)和光电探测器组成,二者分别位于编码器码盘两侧。码盘由塑料或玻璃制成,上面间隔排列着一系列透光和不透光的线或槽。码盘旋转时,LED光路被码盘上间隔排列的线或槽阻断,从而产生两路典型的方波A和B正交脉冲,可用于确定轴的旋转和速度。


  磁性编码器的结构与光学编码器类似,但它利用的是磁场,而非光束。磁性编码器使用磁性码盘替代带槽光电码盘,磁性码盘上带有间隔排列的磁极,并在一列霍尔效应传感器或磁阻传感器上旋转。码盘的任何转动都会使这些传感器产生响应,而产生的信号将传输至信号调理前端电路以确定轴的位置。相较于光学编码器,磁性编码器的优势在于更耐用、抗振和抗冲击。而且,在遇到灰尘、污垢和油渍等污染物的情况下,光学编码器的性能会大打折扣,磁性编码器却不受影响,因此非常适合恶劣环境应用。不过,电机(尤其是步进电机)产生的电磁干扰会对磁性编码器造成极大的影响,并且温度变化也会使其产生位置漂移。此外,磁性编码器的分辨率和精度相对较低,在这方面远不及光学和电容式编码器。

  3 电容式编码器

  电容式编码器主要由三部分组成:转子、固定发射器和固定接收器。电容感应使用条状或线状纹路,一极位于固定元件上,另一极位于活动元件上,以构成可变电容器,并配置成一对接收器/发射器。转子上蚀刻了正弦波纹路,随着电机轴的转动,这种纹路可产生特殊但可预测的信号。随后,该信号经由编码器的板载ASIC转换,以计算轴的位置和旋转方向。


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