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三种编码器技术的相关技术与应用介绍

编码器用户传统上不停不乐意改变,有很好的来由。在工厂或工业举措措施电机节制不是立异,使机能和靠得住性要求,但短缺一个跟踪记录和实质性的历史备份它们的地方。虽然光学和磁编码器早已确立,并聘用了可能看起来“更有形的”物理观点,电容式编码器还采纳了颠末周全测试的原则,经由过程许多年的成功的实地验证。这种替代措施运动传感,被数字化,开辟了一系列的好处和供给情报的使用扭转编码器的换向设计一个新的水平。

扭转编码器是险些所有的运动节制利用的关键,并且对它们的必要,进一步,因为越来越多地应用直流无刷(BLDC)电机的,这使在节制,精度和效率方面的好处扩大年夜。编码器的义务是简单,原则:唆使电念头轴到系统节制器(图1)的位置。应用此信息,节制器可正确地和高效电机绕组换相以及确定速率,偏向和加速率 - 参数,一个运动节制环路必要维持所需的电机机能。

崔扭转编码器图片

图1:扭转编码器供给马达轴的偏向,位置,速率,和加速率信息。

编码器可以基于各类技巧,所有这些都供给A和一个索引输出在一些模型中(图2a)的标准数字输出乙正交旌旗灯号,加。换流编码器(描述充分下文)还供给的U,V和W的换向信托道输出(图2b)。

标准A和B正交旌旗灯号图像

图2a:标准A和B正交旌旗灯号加上一个索引旌旗灯号,这里示出的光学编码器。

U,V和W的波形图像

图2b:本U,V和由一个换向编码器孕育发生W¯¯波形。

编码器技巧

三种最有名的编码器的措施是应用光,磁,或电容的技巧。简言之,该光学措施应用开槽盘,与在一侧和光电晶体管上的相反侧的LED。当盘迁移转变时,光路被中断,并且将所得的脉冲唆使轴的扭转和偏向。虽然资源低和有效,光学编码器的靠得住性低落由两个身分:污染物,如污垢,灰尘,和油可以与光途经问,并且LED的应用寿命有限,范例地在几个损掉一半的亮度多年并终极烧毁。

磁性编码器的布局是类似的光学编码器,所不合的是它应用了一个磁场,而不是光的光束。代替开槽的光学轮,它具有一个磁化磁盘此中扭转过度的磁阻传感器的阵列。车轮的任何扭转孕育发生在这些传感器的相应,此中进到一个旌旗灯号调节前端电路,以确定轴的位置。同时它供给的历久性较高的水平,在磁性编码器不准确,轻易受到由电念头孕育发生的磁场滋扰。

第三种措施,电容式编码,供给了光学和磁编码器设计的所有优点,但没有他们的弱点。这种技巧应用相同的原则,行之有效的,低资源而正确的数字游标卡尺。它具有条或线的两个模式,与一组固定元件上和移动元件上的另一组,一路形成设置设置设备摆设摆设为发射机/接管机配对的可变电容器(图3)。作为编码器扭转时,一个整体的ASIC计数这些线路的变更,也内插找到轴和扭转偏向的位置,以创建标准正交输出,并且还换向输出,其他编码器供给,以节制无刷直流(BLDC)电机。

这种电容式技巧的优点是,有没有衣服穿出来,它不受污染物,如尘埃,污垢和油脂,这是在工业情况中很常见,使得它本色上跨越光学器件靠得住。容性编码器也供给从他们的数字节制功能导出的机能优点 - 这包括以调节编码器的分辨率(每转数的脉冲),而不必要变动为更高,或更低,高分辨率编码器的能力。

电容式编码器的图像计数接管到的脉冲

图3:一个电容编码器计数从被连接到电机轴由转子所发送的旌旗灯号的调制而孕育发生的接管脉冲。

所有天下最佳

崔新AMT31系列是国家的最先辈的电容式编码器的一个例子,供给了A和B正交旌旗灯号,索引旌旗灯号,以及U,V和W换信托号。可用每转48到4096个脉冲(PPR)和7个电机极对之间的2至20二十可选增量分辨率。该AMT31系列还具有易于安装的定枢纽,从5 V电压轨事情,并要求供电电流只有16毫安。

然而,电容编码器的好处远远跨越良好的机能,机动性和短期和经久的靠得住性。与光学和磁编码器,其数字输出端采纳系统设计进入21世纪,在编码器应用的所有阶段供给了许多独特的系统上风,从产品开拓,安装,以致掩护。

为什么会这样?光学或磁性编码器的输出是功能但“哑”,并为用户供给没有机动性,洞察力,或操作上的优点。与此相反,电容编码器是基于数字的,并应用内置的ASIC和微节制器,以供给附加的功能和增强的机能。在很多方面这种智能输出改变了用户和机能的环境下,同时仍旧有标准编码器输出100%兼容。

充足,有益的变更是到位

让我们来看看在得以实现的ASIC和微节制器的增强功能,此中有一个电容编码器的一部分,如崔AMT31系列的更多具体信息:

崔电容编码器的数字特点使简单快捷的“一键通”归零。这个历程是简单的:经由过程勉励适当的电机相锁定轴到所需位置,并敕令编码器“零”在这一位置;的总光阴是只是一到两分钟并且不必要专用仪器。

与此相反,回零以机器地对准整流旌旗灯号与应用光学或磁性编码器的电机绕组是一个多步骤的,繁杂的,并且常常令人沮丧的历程。它要求锁定转子,物理对齐,然后向后驱动,同时用示波器察看反电动势和编码器的波形进行适当的零交叉排列的电机。这平日是一个反复的历程与步骤平日必要被重复进行微调和验证,以是全部周期必要15至20分钟。

在AMT系列的数码功能,也大年夜大年夜前进了系统的设计历程中,供给了机动性,诊断和实现了电机和电机节制器的机能进行评估。分外是,因为单一电容编码器可以支持广泛的分辨率和极对值,设计职员可以应用该可编程分辨能力来动态地调剂PID节制回路的节制器和算法开拓时代的相应和机能,而不必购买并安装一个全新的编码器。

内置于AMT系列智能还容许车载诊断更快现场故障阐发,争行业第一。编码器可以查询,以唆使是否运行正常,或者假如有某种故障,因为在轴或其他问题的机器错位。是以,设计职员可以迅速判断编码器有故障,假如没有,找其他地方的问题的根源,从而扫除了编码器本身可能存在问题。此外,工程师可以应用此功能的预防步伐 - 例如,运行利用法度榜样之前履行的“编码器好”的测试序列。这些能力,在光学和机器编码器无法应用,让设计职员能够将停机光阴降至最低,同时又满意应用单位在现场可能发生的问题。

着末的数字接口,也简化了物料清单(BOM)的议案。因为编码器可以在软件中针对所必要的详细变更(PPR,极对,和换向偏向),就没有需要列出和库存必要在一个多电机产品的不合版本,或对多个产品,或在安装位置。

智能编码器以及GUI:强大年夜的配对

在基于Windows PC的AMT视点™软件,崔电容式编码器的加速成长,也变成耗时平凡的义务,如确定型号和版本,到简单的操作。它仅必要一个USB电缆接口到编码器,并实现了简单的串行数据款式。

图形用户界面容许用户定制和自定义编码器到利用法度榜样的必要(图4)。

崔的AMT不雅点软件Image

图4:崔的AMT不雅点软件供给了一个易于应用的开拓接口。

在GUI中的设置屏幕可以让用户看到钥匙编码器波形和时序,具有自动调剂,编码器选项被改变。编程经由过程GUI编码器只需几个按键约30秒为周期来完成。最惹人注目的,校准和归零编码器用于为A,B,指数或减刑模式下只需几秒钟,形成了光显比较,以完成这个义务弗成编程的编码器。

在演示模式下,用户可以经由过程图形用户界面也进行编码器相关的操作就犹如实际的编码器连接,一种方便的要领来认识之前,任何购买或着手应用的编码器和对象。着末,图形用户界面还支持特定的编码器的版本,此中包括在输出款式,套(孔)适配器选项,安装底座,此中包括创建订购的部件编号。

崔的AMT31编码

图5:崔的AMT31 Encoder供给的耐用性和柔韧性的独特组合。

责任编辑:gt

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