德國(guó)西克值型編碼器ATM60系列

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 巴魯夫帶優(yōu)選型號(hào)電感式標(biāo)準(zhǔn)接近開(kāi)關(guān)

德國(guó)西克值型編碼器ATM60系列

運(yùn)控和傳動(dòng)設(shè)備中的定位測(cè)量應(yīng)用，基本上可以分為距離測(cè)量和位置測(cè)量?jī)煞N類(lèi)型。

因高速DSP計(jì)算芯片的出現(xiàn)及坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算機(jī)（CORDIC）技術(shù)，這種A/D轉(zhuǎn)換、識(shí)別、比較、計(jì)算、快速輸出才能夠得以實(shí)現(xiàn)，這也是近年磁電值編碼器能高速發(fā)展的原因。

　　由于永磁體的磁場(chǎng)基本上變化很小，這種“地圖”識(shí)別就是“值”的，這種角度測(cè)量方式可即時(shí)指示磁鐵的角度位置，其分辯率目前已有達(dá)到16位，并能夠以數(shù)字化數(shù)據(jù)輸出信號(hào)。

增量式編碼器可從任意起始點(diǎn)開(kāi)始，通過(guò)計(jì)算一種物料上圖案的周期性變化率，測(cè)量出角度大小。這種測(cè)量方法不能從內(nèi)部產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)的定位值，所以，在所有定位任務(wù)在開(kāi)始前都必須把起始位置初始化到參考點(diǎn)上，不管是在開(kāi)啟控制系統(tǒng)時(shí)，還是在任何 編碼器工作被打斷時(shí)，都必須這樣做。

AGV運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)需要得到關(guān)于AGV設(shè)備的準(zhǔn)確的、實(shí)時(shí)的信息反饋，如AGV位置、舵角度、AGV速度等信息，用以完成機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化控制操作，這些信息的提供一般由編碼器完成。編碼器通過(guò)光電效應(yīng)或磁效應(yīng)原理，將位置、角度、速度等物理量信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，傳遞給AGV控制系統(tǒng)，由于其轉(zhuǎn)換精度高、實(shí)時(shí)響應(yīng)、安裝連接簡(jiǎn)單，使得選擇編碼器成為連接機(jī)械部件和AGV電子控制系統(tǒng)的理想選擇。不同AGV廠家采用的編碼器不同，大多數(shù)廠家采用值編碼器，也有少數(shù)廠家采用增量編碼器。

美國(guó)邦納擁有品質(zhì)優(yōu)良、種類(lèi)豐富的增量編碼器和值編碼器產(chǎn)品線(xiàn)，成為許多AGV廠家的供應(yīng)商。

• 使用增量型編碼器或者單圈值編碼器，的確可以實(shí)現(xiàn)多圈位置檢測(cè)和記錄功能，但卻是需要依賴(lài)于設(shè)備系統(tǒng)的正常運(yùn)行才能夠順利完成的：

• 在使用增量型編碼器進(jìn)行位置測(cè)量時(shí)，需要設(shè)備的信號(hào)輸入系統(tǒng)，基于編碼器側(cè)反饋的連續(xù)重復(fù)脈沖，進(jìn)行位置計(jì)數(shù)；

• 當(dāng)使用單圈值型編碼器處理多圈位置應(yīng)用時(shí)，同樣需要設(shè)備系統(tǒng)，在獲取反饋位置編碼的同時(shí)，對(duì)旋轉(zhuǎn)圈數(shù)進(jìn)行累加計(jì)算；

• 值編碼器信號(hào)輸出有并行輸出、串行輸出、總線(xiàn)型輸出、變送一體型輸出。

  　　1.并行輸出：

  　　值編碼器輸出的是多位數(shù)碼(格雷碼或純二進(jìn)制碼)，并行輸出就是在接口上有多點(diǎn)高低電平輸出，以代表數(shù)碼的1或0，對(duì)于位數(shù)不高的編碼器，一般就直接以此形式輸出數(shù)碼，可直接進(jìn)入PLC或上位機(jī)的I/O接口，輸出即時(shí)，連接簡(jiǎn)單。但是并行輸出有如下問(wèn)題：

  　　1、必須是格雷碼，因?yàn)槿缡羌兌M(jìn)制碼，在數(shù)據(jù)刷新時(shí)可能有多位變化，讀數(shù)會(huì)在短時(shí)間里造成錯(cuò)碼。

  　　2、所有接口必須確保連接好，因?yàn)槿缬袀€(gè)別連接不良點(diǎn)，該點(diǎn)電位始終是0，造成錯(cuò)碼而無(wú)法判斷。

  　　3、傳輸距離不能遠(yuǎn)，一般在一兩米，對(duì)于復(fù)雜環(huán)境，有隔離。

  　　4、對(duì)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(lái)工程難度，同樣，對(duì)于編碼器，要同時(shí)有許多節(jié)點(diǎn)輸出，增加編碼器的故障損壞率。

  　　2.串行SSI輸出：

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

  　　由于值編碼器好的廠家都是在德國(guó)，所以串行輸出大部分是與德國(guó)的西門(mén)子配套的，如SSI同步串行輸出。

  　　SSI接口(RS422模式)，以?xún)筛鶖?shù)據(jù)線(xiàn)、兩根時(shí)鐘線(xiàn)連接，由接收設(shè)備向編碼器發(fā)出中斷的時(shí)鐘脈沖，的位置值由編碼器與時(shí)鐘脈沖同步輸出至接收設(shè)備。由接收設(shè)備發(fā)出時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā),編碼器從高位(MSB)開(kāi)始輸出與時(shí)鐘信號(hào)同步的串行信號(hào).

  　　串行輸出連接線(xiàn)少，傳輸距離遠(yuǎn)，對(duì)于編碼器的保護(hù)和可靠性就大大提高了。

  　　一般高位數(shù)的編碼器都是用串行輸出的。

  　　磁電值編碼器不僅僅是單圈值，通過(guò)增加機(jī)械齒輪組同樣可以實(shí)現(xiàn)多圈的值測(cè)量，而上有些較通用的做法是磁電方法與光學(xué)方法在單圈與多圈齒輪組上的混合應(yīng)用。

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  磁電值編碼器的優(yōu)缺點(diǎn)：

  優(yōu)點(diǎn)：非接觸式測(cè)量，值信號(hào)，不怕干擾、停電。

  　　沒(méi)有光學(xué)組件，不怕振動(dòng)、灰塵、潮濕。

  　　溫度范圍寬，可經(jīng)受高低溫沖擊。

  　　結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝寬容度大。

  　　沒(méi)有多碼道，錯(cuò)碼率低。

  關(guān)于你圖里的值編碼器的零點(diǎn)偏移，很好理解。值編碼，是不不斷跳變的量，每旋轉(zhuǎn)一定角度，比如說(shuō)0.5度，碼值變化一次。假設(shè)你設(shè)定的零點(diǎn)是011010010，你旋轉(zhuǎn)了0.1度，碼值很可能不變化，顯示的零點(diǎn)沒(méi)變化，編碼器實(shí)際位置卻變化了，這就是“漂移”了。

  增量型編碼器，輸出的是脈沖，通常是非常規(guī)律的正弦波或方波。波的周期取決于編碼器精度。AB脈沖相差90度。根據(jù)收到的脈沖數(shù)，可知編碼器旋轉(zhuǎn)了多少，從而確定位移或速度；根據(jù)接收到的A超前B或者A落后B,即可確定旋轉(zhuǎn)方向。零脈沖每旋轉(zhuǎn)一圈輸出一個(gè)脈沖，提供了一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。基準(zhǔn)點(diǎn)不懂？大概就是參考點(diǎn)初始點(diǎn)之類(lèi)的意思，比如百米賽跑，總要有個(gè)起跑線(xiàn)吧。

• 然而盡管目前磁電值編碼器有些已經(jīng)達(dá)到了16位的高分辨率，但是精度卻無(wú)法和光學(xué)值編碼器相比，因?yàn)橛来朋w的穩(wěn)定性，受外界磁場(chǎng)、溫度的變化仍然是存在的，更主要的是，永磁體的材料的特性使N/S分界及磁場(chǎng)分布無(wú)法達(dá)到很高的精度，而無(wú)法與光學(xué)刻線(xiàn)精度相比，這就限制了這種磁電編碼器精度的提高，過(guò)分提高磁電值編碼器的分辨率也就失去了意義。

  　　磁電值編碼器不僅僅是單圈值，通過(guò)增加機(jī)械齒輪組同樣可以實(shí)現(xiàn)多圈的值測(cè)量，而上有些較通用的做法是磁電方法與光學(xué)方法在單圈與多圈齒輪組上的混合應(yīng)用。

  磁電值編碼器的優(yōu)缺點(diǎn)：

  優(yōu)點(diǎn)：非接觸式測(cè)量，值信號(hào)，不怕干擾、停電。

  　　沒(méi)有光學(xué)組件，不怕振動(dòng)、灰塵、潮濕。

  　　溫度范圍寬，可經(jīng)受高低溫沖擊。

  　　結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝寬容度大。

  　　沒(méi)有多碼道，錯(cuò)碼率低。

  缺點(diǎn)：模數(shù)轉(zhuǎn)換，犧牲響應(yīng)速度。

  　　精度有限。

• 值型編碼器包含單圈值型編碼器(Single-turn absolute encoder)和多圈值型編碼器(Muliti-turn absolute encoder)。單圈值型編碼器可以確定一圈范圍以?xún)?nèi)的角度，而多圈值型編碼器除了確定一圈范圍以?xún)?nèi)的角度以外，還可以確定圈數(shù)。

  按照檢測(cè)工作原理，編碼器可分為光電編碼器(optical encoder)、磁性編碼器(magnetic encoder)以及電感式編碼器(inductive encoder)和電容式編碼器(capacitive encoder)，等等。

  值磁電編碼器是利用霍爾型傳感器對(duì)于磁場(chǎng)變化感應(yīng)而工作的編碼器，也稱(chēng)為霍爾磁電值編碼器，與光學(xué)式值編碼器一樣，為非接觸式值，用于精確測(cè)量整個(gè)360°范圍內(nèi)的角度。

  　　霍爾磁電值編碼器工作原理有多種，主要的是如下兩種（如圖）

  磁場(chǎng)周邊感應(yīng)型：

•  你能多快搞定自己的情緒，就能多快的得到成功，脾氣會(huì)趕走運(yùn)氣。所以，那些貌似心大的人，不過(guò)就是能忍。在成為你想要成為的人之前，做好兩件事：活著、忍著。

  測(cè)量角度時(shí)，編碼器軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)雙極磁鐵，霍爾元件可以檢測(cè)到磁鐵的磁場(chǎng)變化，獲得一個(gè)模擬量周期曲線(xiàn)，經(jīng)過(guò)模擬前端的A/D轉(zhuǎn)換和DSP計(jì)算芯片處理而獲得位置變化，如有4個(gè)霍爾組件，可獲得對(duì)角布置傳感器的差分信號(hào)的變化曲線(xiàn)，通過(guò)內(nèi)部芯片的比較，可以更好地去除由于外部磁場(chǎng)、溫度所帶來(lái)的偏差，獲得更高的準(zhǔn)確度。為實(shí)現(xiàn)這一功能，計(jì)算芯片采用了坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算機(jī)（CORDIC）技術(shù)，來(lái)計(jì)算Hall陣列信號(hào)的角度和幅值。講的通俗一點(diǎn)，就是磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)“地圖”，多個(gè)磁感應(yīng)霍爾傳感器識(shí)別“地圖”，并感應(yīng)“地圖”變化，計(jì)算出位置（角度）。

• 磁性編碼器采用磁阻或者霍爾元件對(duì)磁性材料的角度或者位移值進(jìn)行測(cè)量。同光學(xué)檢測(cè)原理相比，磁電式檢測(cè)原理具有抗振動(dòng)、抗污染等特點(diǎn)，可應(yīng)用于傳統(tǒng)的光電編碼器不能適應(yīng)的領(lǐng)域。

• 按照適用環(huán)境，編碼器可以還分為一般工業(yè)型，重載型和防爆型等。

   

  按照機(jī)械安裝方式，編碼器還可分為實(shí)心軸型和空心軸型，其中空心軸型又可分為盲孔型和通孔型。用于伺服反饋的編碼器還常見(jiàn)錐孔型和錐軸型等安裝形式。

   

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• 正余弦波增量型編碼器的輸出一般為1Vpp或者0.5Vpp的正弦波和余弦波，通過(guò)計(jì)算正余弦的幅值可以精確的細(xì)分出微小的角度。

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  按照電氣輸出形式，編碼器可以分為增量型編碼器(incremental encoder)和值型編碼器(absolute encoder)。

  事實(shí)上，對(duì)于很多傳動(dòng)和運(yùn)控設(shè)備應(yīng)用來(lái)說(shuō)，即使是使用增量型編碼器或者單圈值編碼器，也一樣是可以實(shí)現(xiàn)所謂的多圈位置檢測(cè)和記錄功能的。

   

  這里就非常有必要先來(lái)討論一下編碼器的測(cè)量應(yīng)用場(chǎng)景了。

 值編碼器；它的信號(hào)輸出能直接反應(yīng)出360度范圍內(nèi)的角度，其位置的鑒別是通過(guò)輸出信號(hào)的幅值或光柵的物理編

編碼器(encoder)是一種用于運(yùn)動(dòng)控制的傳感器。它利用光電、電磁、電容或電感等感應(yīng)原理，檢測(cè)物體的機(jī)械位置及其變化，并將此信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后輸出，作為運(yùn)動(dòng)控制的反饋，傳遞給各種運(yùn)動(dòng)控制裝置。

編碼器的用途

編碼器被廣泛應(yīng)用于需要精準(zhǔn)確定位置及速度的場(chǎng)合，如機(jī)床、機(jī)器人、電機(jī)反饋系統(tǒng)以及測(cè)量和控制設(shè)備等。

式旋轉(zhuǎn)編碼器可提供從開(kāi)啟時(shí)刻到斷電時(shí)刻之間任何瞬間的*定位數(shù)值。它是通過(guò)掃描一種編碼材料實(shí)現(xiàn)的。這些系統(tǒng)中的所有位置信息是和一個(gè)設(shè)定好的編碼相關(guān)聯(lián)的。即便是在系統(tǒng)掉電期間發(fā)生的轉(zhuǎn)動(dòng)，編碼器也可在再次通電瞬間立即將其轉(zhuǎn)化成精確的定位數(shù)值。

• 單圈 0-16384 之間任意脈沖數(shù)都可以設(shè)置

• 靈活的可擴(kuò)展功能性

• 緊湊型外形、直徑小到 36 毫米

• 磁性編碼器

• 根據(jù)之前「編碼器的定義、用途和分類(lèi)」一文所述，增量型與值型編碼器的主要區(qū)別在于：

• 旋轉(zhuǎn)編碼器的應(yīng)用為廣泛，主要用于測(cè)量機(jī)械設(shè)備的角度、速度或者電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

   

• 線(xiàn)性編碼器主要用于測(cè)量線(xiàn)性位移，又可以分為拉線(xiàn)編碼器(wire draw encoder)和直線(xiàn)編碼器(line encoder)兩類(lèi)。

   

• 拉線(xiàn)編碼器是拉線(xiàn)盒(wire draw mechanism)與旋轉(zhuǎn)編碼器的機(jī)械組合，通過(guò)拉線(xiàn)盒這種機(jī)械裝置將機(jī)械設(shè)備的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為圓周運(yùn)動(dòng)，從而可以使用旋轉(zhuǎn)編碼器進(jìn)行測(cè)量線(xiàn)性位移。

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• 直線(xiàn)編碼器通常由閱讀器(reader)和測(cè)量標(biāo)尺(measuring ruler)組成，通過(guò)檢測(cè)閱讀器與測(cè)量標(biāo)尺之間的相對(duì)位置，從而計(jì)算出機(jī)械位置及其

• 增量型編碼器是在機(jī)械軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，每旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)一個(gè)固定的角度間隔，交替輸出一組脈沖編碼；

• 值型編碼器則始終是基于機(jī)械軸當(dāng)前所在的角度，持續(xù)輸出其旋轉(zhuǎn)位置編碼。

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1073873 DFS60B-S1CB01024

1073880 DBS60E-BDAN01000

1073883 DBS60E-BHFC03600

1073885 DFS60B-TGEN00250

1073890 DBS36E-BBEM02000

1073934 AHM36B-S1CL012X12

1073945 DFS60B-THEK00360

1073947 DFS25A-A2AAD002000

1073986 AFM60E-S4AK01024

1073987 AFM60E-S4AM01024

1073988 DFS60B-S4AC08000

1074003 DFS20A-A1CAO001024

1074004 DFS22A-KCCAO001024

1074014 DBS60E-S4EC01000

1074024 DBS60E-S3EM00S11

1074025 DBS60E-THFZ00S17

1074036 DFS60B-S4AD05000

1074074 DBS36E-BBEM01024

1074076 DFS60E-TECA01000

1074088 DFS60B-S4EK00060

1074089 DFS60B-S4CK00060

1074103 DBS60E-BDAA01024

1074106 DFS60B-TEAL04096

1074107 DFS60B-BBEA00100

1074108 DFS60B-BDVA02048

1074122 AHM36B-BDCK012X12

1074139 DFS60B-TFWA01024

1074140 AHS36A-S7AC016384

1074146 DBS60E-THAK01024

1074149 AFS60A-BHIB000S01

1074150 ARS25-FGS04096

1074152 DBS60E-S4EC00S15

1074178 AFM60E-TGTA004096

1074194 DBS60E-BJAK04096

1074195 AFS60A-BHIBSALESKITS04

1074198 DBS60E-S4AA00500

1074206 DFS60B-TZPA00S53

1074208 DFS60E-BEEA00100

1074212 DBS60E-TAEP01024

1074215 AHM36A-S4AC014X12

1074219 DBS60E-S3FK01000

1074220 DBS60E-S3FA01000

1074221 VFS60E-TGAK02048

1074228 AHS36B-S4AL004096

1074229 DBS60E-S4AL05000

1074232 DBS60E-S4EA02500

1074233 DFS60B-S4EK00512

1074241 DBS60E-TJANA2048

1074242 DBS60E-TJELA0500

1074243 DBS60E-TJAN00048

1074266 DBS60E-S1EC00010

1074267 DBS60E-S1EC00020

1074268 DBS60E-REFCA1000

1074269 DBS60E-S1FA00100

1074280 DBS60E-THFJD1024

1074281 DBS60E-THFLD1024

1074282 DFS25A-A2AAL000100

1074284 DGS35-YLK02500

1074285 DFS25A-B2PBN065536

1074296 DBS60E-THEZD0S18

1074307 DFS60A-S4UA10000

1074310 DBS60E-S4CA01000

1074328 DBS60E-TBEKB1000

1074330 DBS60E-TBEKB2000