九  絕對型旋轉(zhuǎn)編碼器選型價格

　　絕對編碼器單圈從經(jīng)濟型8位到高精度17位，價格可以從幾百元到1萬多不等；

　　絕對編碼器多圈大部分用25位，輸出有SSI，總線Profibus-DP,Can L2,Interbus,DeviceNet,價格也可以從3千多到1萬多不等。

　　旋轉(zhuǎn)光電編碼器測量角度和長度，已是很成熟的技術(shù)了，現(xiàn)今再用上高精度大量程的絕對型編碼器，大大提高了測量精度和可靠性，而且經(jīng)濟實用。就目前來看，其仍然是測量長度的最多選擇。

　　十  從增量式編碼器到絕對式編碼器？

　　旋轉(zhuǎn)增量式編碼器以轉(zhuǎn)動時輸出脈沖，通過計數(shù)設(shè)備來知道其位置，當編碼器不動或停電時，依靠計數(shù)設(shè)備的內(nèi)部記憶來記住位置。這樣，當停電后，編碼器不能有任何的移動，當來電工作時，編碼器輸出脈沖過程中，也不能有干擾而丟失脈沖，不然，計數(shù)設(shè)備記憶的零點就會偏移，而且這種偏移的量是無從知道的，只有錯誤的生產(chǎn)結(jié)果出現(xiàn)后才能知道。

　　解決的方法是增加參考點，編碼器每經(jīng)過參考點，將參考位置修正進計數(shù)設(shè)備的記憶位置。在參考點以前，是不能保證位置的準確性的。為此，在工控自動化程序中就有每次操作先找參考點，開機找零等方法。

　　比如，打印機掃描儀的定位就是用的增量式編碼器原理，每次開機，我們都能聽到噼哩啪啦的一陣響，它在找參考零點，然后才工作。

　　這樣的方法對有些工控項目比較麻煩，甚至不允許開機找零（開機后就要知道準確位置），于是就有了絕對編碼器的出現(xiàn)。

　　絕對編碼器光碼盤上有許多道刻線，每道刻線依次以2線、4線、8線、16線……編排，這樣，在編碼器的每一個位置，通過讀取每道刻線的通、暗，獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的唯一的2進制編碼（格雷碼），這就稱為n位絕對編碼器。這樣的編碼器是由碼盤的機械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。

　　絕對編碼器由機械位置決定的每個位置的唯一性，它無需記憶，無需找參考點，而且不用一直計數(shù)，什么時候需要知道位置，什么時候就去讀取它的位置。這樣，編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。

　　由于絕對編碼器在位置定位方面明顯地優(yōu)于增量式編碼器，已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于工控自動化定位中。

　　測速度需要可以無限累加測量，目前增量型編碼器在測速應(yīng)用方面仍處于無可取代的主流位置。

　　十一  能不能提示下選用絕對型編碼器應(yīng)注意哪些事項？

　　（一）機械部分

　　1.測長度還是測角度，測長度如何通過機械方式轉(zhuǎn)換。測角度是360度內(nèi)（單圈），還是可能過360度（多圈）。生產(chǎn)過程是一個方向旋轉(zhuǎn)循環(huán)工作，還是來回方向循環(huán)工作。

　　2.軸連接安裝形式，有軸型通過軟性聯(lián)軸器連接，還是軸套型連接。

　　3.使用環(huán)境：粉塵，水氣，震動，撞擊

　　（二）電氣部分

　　1.連接的輸出接收部分是什么？

　　2.信號形式？

　　3.分辨率要求？

　　4.控制要求？

　　十二  從單圈絕對式編碼器到多圈絕對式編碼器

　　旋轉(zhuǎn)單圈絕對式編碼器，以轉(zhuǎn)動中測量光碼盤各道刻線，以獲取唯一的編碼，當轉(zhuǎn)動超過360度時，編碼又回到原點，這樣就不符合絕對編碼唯一的原則，這樣的編碼器只能用于旋轉(zhuǎn)范圍360度以內(nèi)的測量，稱為單圈絕對式編碼器。

　　如果要測量旋轉(zhuǎn)超過360度范圍，就要用到多圈絕對式編碼器。

　　編碼器生產(chǎn)廠家運用鐘表齒輪機械的原理，當中心碼盤旋轉(zhuǎn)時，通過齒輪傳動另一組碼盤（或多組齒輪，多組碼盤），在單圈編碼的基礎(chǔ)上再增加圈數(shù)的編碼，以擴大編碼器的測量范圍，這樣的絕對編碼器就稱為多圈式絕對編碼器，它同樣是由機械位置確定編碼，每個位置編碼唯一不重復(fù)，而無需記憶。

　　多圈編碼器另一個優(yōu)點是由于測量范圍大，實際使用往往富裕較多，這樣在安裝時不必要費勁找零點，將某一中間位置作為起始點就可以了，而大大簡化了安裝調(diào)試難度。

　　多圈式絕對編碼器在長度定位方面的優(yōu)勢明顯，已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于工控定位中。

十三  絕對型編碼器的串行和并行輸出的詳細一點的信息？

　　并行輸出：

　　絕對型編碼器輸出的是多位數(shù)碼（格雷碼或純二進制碼），并行輸出就是在接口上有多點高低電平輸出，以代表數(shù)碼的1或0，對于位數(shù)不高的絕對編碼器，一般就直接以此形式輸出數(shù)碼，可直接進入PLC或上位機的I/O接口，輸出即時，連接簡單。但是并行輸出有如下問題：

　　1  必須是格雷碼，因為如是純二進制碼，在數(shù)據(jù)刷新時可能有多位變化，讀數(shù)會在短時間里造成錯碼。

　　2  所有接口必須確保連接好，因為如有個別連接不良點，該點電位始終是0，造成錯碼而無法判斷。

　　3  傳輸距離不能遠，一般在一兩米，對于復(fù)雜環(huán)境，最好有隔離。

　　4  對于位數(shù)較多，要許多芯電纜，并要確保連接優(yōu)良，由此帶來工程難度，同樣，對于編碼器，要同時有許多節(jié)點輸出，增加編碼器的故障損壞率。

　　并行：時間上，數(shù)據(jù)同時發(fā)出；空間上，每個位數(shù)的數(shù)據(jù)各占用一根線纜。

　　增量型編碼器輸出的通常是并行輸出。

　　串行輸出：

　　串行輸出就是通過約定，在時間上有先后的數(shù)據(jù)輸出，這種約定稱為通訊規(guī)約，其連接的物理形式有RS232、RS422（TTL）、RS485等。

　　串行輸出連接線少，傳輸距離遠，對于編碼器的保護和可靠性就大大提高了，一般高位數(shù)的絕對編碼器都是用串行輸出的。

　　由于絕對型編碼器的部分知名廠家在德國，所以串行輸出大部分是與德國的西門子配套的，如SSI同步串行輸出，總線型是PROFIBUS-DP的輸出等。

　　串行輸出編碼器連接德國西門子的設(shè)備是比較容易的，但是連接非德國系的設(shè)備，接口就是問題了，我公司提供各種接口輸出的儀表，可以解決這樣的問題。

　　串行：時間上，數(shù)據(jù)按照約定，有先后；空間上，所有位數(shù)的數(shù)據(jù)都在一組線纜上（先后）發(fā)出。

　　十四  串行編碼器應(yīng)該都是絕對式的？

　　串行是指按時間約定，串行輸出數(shù)字編碼信號，基本是絕對的，但也有一些增量編碼器，通過內(nèi)置電池記憶原點，其也可以通過串行輸出位置值，如電池線不聯(lián)，還是增量編碼器，此也稱為偽絕對值編碼器，在一些日本伺服系統(tǒng)中較多見。其本質(zhì)其實還是增量編碼器。

　　十五  為什么叫“絕對型編碼器”？

　　“絕對型編碼器”相對于“增量型編碼器”而言。

　　“絕對型編碼器”使用某種方式表示并記憶物體的絕對位置，角度和圈數(shù)。即一旦位置，角度和圈數(shù)固定，什么時候編碼器的示值都唯一固定，包括停電后投電。“增量型編碼器”做不到這一點。一般“增量型編碼器”輸出兩個A、B脈沖信號，和一個Z（L）零位信號，A、B脈沖互差90度相位角。通過脈沖計數(shù)可以知道位置，角度和圈數(shù)增量，通過A,B脈沖信號超前或滯后可以知道方向，停電后，必須從約定的基準重新開始計數(shù)。“增量型編碼器”表示位置，角度和圈數(shù)需要做后處理，重新投電要做“復(fù)零”操作，所以，“增量型編碼器”比“絕對型編碼器”在價格上便宜許多。

　　十六  光電編碼器、光學電子尺和靜磁柵絕對編碼器的優(yōu)缺點？

　　光電編碼器：

　　1 優(yōu)點

　　體積小，精密，本身分辨度可以很高，無接觸無磨損；同一品種既可檢測角度位移，又可在機械轉(zhuǎn)換裝置幫助下檢測直線位移；多圈光電絕對編碼器可以檢測相當長量程的直線位移（如25位多圈）。壽命長，安裝隨意，接口形式豐富，價格合理。成熟技術(shù)，多年前已在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。

　　2 缺點

　　精密但對戶外及惡劣環(huán)境下使用提出較高的保護要求；量測直線位移需依賴機械裝置轉(zhuǎn)換，需消除機械間隙帶來的誤差；檢測軌道運行物體難以克服滑差。

　　光學電子尺：

　　1 優(yōu)點

　　精密，本身分辨度較高（可達到0.005mm）；體積適中，直接測量直線位移；無接觸無磨損，測量間隙寬泛；價格適中，接口形式豐富，已在國內(nèi)外金屬切削機械行業(yè)得到較多應(yīng)用（如線切割、電火花等）。

　　2 缺點

　　測量直線和角度要使用不同品種；量程受限制（量程超過4m，生產(chǎn)制造困難價格昂貴），不適于在大量程惡劣環(huán)境處實施位移檢測。

　　靜磁柵絕對編碼器：

　　1 優(yōu)點

　　體積適中，直接測量直線位移，絕對數(shù)字編碼，理論量程沒有限制；無接觸無磨損，抗惡劣環(huán)境，可水下1000米使用；接口形式豐富，量測方式多樣；價格尚能接受。

　　2 缺點

　　分辨度1mm不高；測量直線和角度要使用不同品種；不適于在精小處實施位移檢測（大于260毫米）。