分析不同hengstler編碼器的技術原理和優(yōu)缺點

hengstler編碼器在運動控制產品中比較常見，旋轉編碼器是運動控制反饋回路的關鍵部件，包括工業(yè)自動化設備和過程控制、機器人、醫(yī)療設備、電力、航空航天等。

作為將機械運動轉換為電信號的設備，編碼器為工程師提供位置、速度、距離和方向等關鍵數據，以優(yōu)化整體系統(tǒng)性能。

光學、磁和電容是工程師可以使用的三種主要編碼器技術。然而，有許多因素需要考慮，以確定哪種技術最適合最終應用。

本文概述了三種hengstler編碼器技術，光、磁和電容，并概述了每種技術的權衡。

1、光學編碼器

多年來，光學編碼器一直是運動控制市場的熱門選擇。它由一個LED光源（通常是紅外光源）和一個位于編碼器盤兩側的光電探測器組成。

圓盤由塑料或玻璃制成，由一系列半透明和不透明的線條或狹縫隔開。隨著磁盤旋轉，LED光路被磁盤上的間隔線或狹縫阻擋，產生兩個典型的方形脈沖A和B，可用于確定軸旋轉和速度。


雖然光學編碼器被廣泛使用，但也存在一些缺點：在灰塵和骯臟的環(huán)境中，例如在工業(yè)應用中，污染物可能會積聚在編碼器盤上，并阻止LED光傳輸到光學傳感器。

受污染的編碼盤會嚴重影響光學編碼器的可靠性和準確性，從而導致方波的間歇性或完全丟失。

LED的壽命有限，最終會燒壞，導致編碼器故障。此外，玻璃或塑料編碼器容易受到振動或極端溫度的損壞，這限制了光學編碼器在惡劣環(huán)境應用中的使用；它們在發(fā)動機上的組裝非常耗時，并且有更大的污染風險。

最后，如果光學編碼器具有更高的分辨率，它將消耗超過100mA的電流，進一步限制其在移動或電池供電設備中的使用。

2、磁性編碼器

磁性編碼器在結構上與光學編碼器類似，但使用磁場而不是光束。磁編碼器用間隔極磁編碼器取代開槽光學編碼器，間隔極磁編碼器在霍爾效應或磁阻傳感器陣列上旋轉。

碼盤的每次旋轉都會使這些傳感器做出響應，產生的信號被傳遞到信號調節(jié)前端電路，以確定軸的位置。

與光學編碼器相比，磁性編碼器具有更耐用、抗振動和抗沖擊的優(yōu)點。此外，光學編碼器的性能在灰塵、污垢和油等污染物的存在下會受到嚴重影響，而磁性編碼器不會受到影響，因此非常適合在惡劣環(huán)境中應用。

然而，電機（尤其是步進電機）的電磁干擾會嚴重影響磁性編碼器，溫度變化也會導致位置漂移。

此外，磁性編碼器的分辨率和精度相對較低，在這方面遠不如光學和電容編碼器。

3、電容式編碼器

電容式編碼器主要由轉子、固定發(fā)射機和固定接收機三部分組成。電容式傳感使用條形或線狀模式，其中一個電極位于固定元件上，另一個位于移動元件上，以形成配置為接收器/發(fā)射器對的可變電容器。

轉子上刻有正弦波，在電機軸旋轉時產生特定但可預測的信號。然后，該信號通過hengstler編碼器的板載ASIC進行轉換，以計算軸的位置和旋轉方向。


4、電容式編碼器的優(yōu)點

電容式編碼器的工作原理與數字卡鉗相同，因此提供了一種解決方案，克服了光學和磁性編碼器的許多缺點。

這種基于電容的編碼器技術已被證明是非?？煽亢蜏蚀_的。

電容式編碼器不需要LED或視線，即使存在灰塵、污垢和油等可能影響光學編碼器的環(huán)境污染物，也能按預期運行。

此外，與光學編碼器中使用的玻璃盤相比，它不太容易受到振動和極端高溫/低溫的影響。

如前所述，電容式編碼器的使用壽命往往比光學編碼器更長，因為它們不會導致LED燈燒毀。

因此，電容式編碼器的封裝尺寸更小，在僅6到18 mA的全分辨率范圍內功耗更低，更適合電池供電的應用。

與磁性編碼器相比，電容式技術具有魯棒性、準確性和分辨率，因此后者對電磁干擾和電噪聲的暴露受后者的影響較小。

此外，電容式編碼器的數字特性在靈活性和可編程性方面具有顯著優(yōu)勢。由于光學或磁性編碼器的分辨率由編碼器輪決定，因此每次需要不同分辨率時，都會使用一個新的hengstler編碼器，從而增加設計和制造過程的時間和費用。

然而，電容式編碼器有一系列可編程的分辨率，因此設計人員不必在每次需要新分辨率時更換編碼器，這不僅減少了庫存，還簡化了PID控制回路微調和系統(tǒng)調整。

當涉及到無刷直流電機的換向時，電容式編碼器允許數字對準和折射率脈沖調整，這項任務對于光學編碼器來說可能是重復和耗時的。

內置診斷為開發(fā)人員提供了對系統(tǒng)數據的進一步訪問，以優(yōu)化系統(tǒng)或進行現場故障排除。


5、需要仔細考慮的幾個要點

在許多運動控制應用中，溫度、振動和污染是編碼器必須克服的關鍵挑戰(zhàn)。事實證明，電容式編碼器可以克服這些挑戰(zhàn)。

與光學或磁技術相比，它為設計師提供了可靠、精確和靈活的解決方案。

此外，電容式編碼器增加了可編程性和診斷功能，這是一種數字功能，使其更適合現代物聯網和工業(yè)物聯網應用。

了解更多關于編碼器知識，請關注亨士樂編碼器國內正規(guī)授權代理西安德伍拓自動化傳動系統(tǒng)有限公司網站。公司專業(yè)技術團隊為您免費提供Hengstler編碼器的選型、安裝、調試、保養(yǎng)等技術指導服務，盡量避免企業(yè)因為編碼器技術人員的短缺帶來的損失，采取“線上+線下”服務的服務形式，幫助企業(yè)解決技術難題。