上海穎越光電? ? 美國(guó) AVTRON? 絕對(duì)值編碼器 HS6AS1P23FU2X000
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絕對(duì)式編碼器是依據(jù)計(jì)算機(jī)原理中的位碼來(lái)設(shè)計(jì)的，比如：8位碼（0000 0011），16位碼，32位碼等。把這些位碼信息反映在編碼器的碼盤(pán)上，就是多道光通道刻線，每道刻線依次以2線、4線、8線、16線。。。。。。編排。如此編排的結(jié)果，比如對(duì)一個(gè)單圈絕對(duì)式而言，便是把一周360°分為2的4次方，2的8次方，2的16次方，，，，位數(shù)越高，則精度越高，量程亦越大。
絕對(duì)值編碼器簡(jiǎn)介（Absolute Encoder）
??絕對(duì)是相對(duì)于增量而言的，顧名思義，所謂絕對(duì)就是編碼器的輸出信號(hào)在一周或多周運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，其每一位置和角度所對(duì)應(yīng)的輸出編碼值都是唯一對(duì)應(yīng)的，如此，便具備掉電記憶之功能也。
這樣，在編碼器的每一個(gè)位置，通過(guò)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(jìn)制編碼（格雷碼），這就稱為n位絕對(duì)編碼器。這樣的編碼器是由光電碼盤(pán)的機(jī)械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。
單圈絕對(duì)值編碼器到多圈絕對(duì)值編碼器
只能用于旋轉(zhuǎn)范圍360度以內(nèi)的測(cè)量，稱之為單圈絕對(duì)值編碼器。
絕對(duì)值編碼器的信號(hào)輸出（Signal Output）
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絕對(duì)值編碼器信號(hào)輸出有并行輸出、串行輸出、總線型輸出、變送一體型輸出
1．?并行輸出（Parallel）：
串行SSI輸出（Serial Synchronous Interface）：
SSI接口(RS422模式)，以兩根數(shù)據(jù)線、兩根時(shí)鐘線連接，由接收設(shè)備向編碼器發(fā)出中斷的時(shí)鐘脈沖，絕對(duì)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),SSI標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)當(dāng)不傳送信號(hào)時(shí),時(shí)鐘和數(shù)據(jù)位均是高位,在時(shí)鐘信號(hào)的第一個(gè)下降沿,編碼器的當(dāng)前值開(kāi)始貯存,從時(shí)鐘信號(hào)上升沿開(kāi)始,經(jīng)T2延遲時(shí)間后，編碼器數(shù)據(jù)信號(hào)開(kāi)始傳送.t3為恢復(fù)信號(hào),等待下次傳送。
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T=0.9—11us?每個(gè)脈沖周期 n為編碼器總位數(shù)
t1>0.45us???每個(gè)脈沖半周期
t2≤0.4us???數(shù)據(jù)輸出延遲時(shí)間
t3=12—35us??數(shù)據(jù)恢復(fù)（熄滅）時(shí)間
2．?現(xiàn)場(chǎng)總線型輸出（BUS）
現(xiàn)場(chǎng)總線型編碼器是多個(gè)編碼器各以一對(duì)信號(hào)線連接在一起，通過(guò)設(shè)定地址， 用通訊方式傳輸信號(hào)，信號(hào)的接收設(shè)備只需一個(gè)接口，就可以讀多個(gè)編碼器信號(hào)。總線型編碼器信號(hào)遵循RS485的物理格式，其信號(hào)的編排方式稱為通訊規(guī)約，目前全世界有多個(gè)通訊規(guī)約，各有優(yōu)點(diǎn)，還未統(tǒng)一，編碼器常用的通訊規(guī)約有如下幾種：
PROFIBUS-DP； CAN；???DeviceNet；???Interbus等
總線型編碼器可以節(jié)省連接線纜、接收設(shè)備接口，傳輸距離遠(yuǎn)，在多個(gè)編碼器集中控制的情況下還可以大大節(jié)省成本。
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4．變送一體型輸出
??變送也就是其信號(hào)已經(jīng)在編碼器內(nèi)換算后直接變送輸出，其有模擬量4—20mA輸出、RS485數(shù)字輸出、14位并行輸出等。
絕對(duì)式編碼器選型常用參數(shù)
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1.單圈絕對(duì)型（Singleturn）-需知道客戶所需求的位數(shù)，又叫解析度（Resolution）,比如10 bits ，又稱1024?bs，12bits =4096?bs?等。
2.多圈絕對(duì)型（Multiturn）-此時(shí)除了問(wèn)他單圈的解析度外，還有就是他所需求的圈數(shù)（revolution），所以一個(gè)多圈型編碼器的位數(shù)是單圈位數(shù)和多圈圈數(shù)的總合。比如：一個(gè)編碼器的單圈解析度為4096/12bits ,圈數(shù)為13bits,那么這個(gè)編碼器的總輸出位數(shù)就是12+13=25bits .
3.信號(hào)輸出及接口形式（Signal and Output）-首先有數(shù)碼輸出和模擬輸出，但一般是以數(shù)碼為主。編碼輸出有：并行輸出，串行輸出，總線接口等。
4.編碼器電源電壓（Power）-問(wèn)清楚他所選用編碼器的工作電源電壓。
5.輸出碼制（Code）-絕對(duì)式編碼器輸出之編碼同計(jì)算機(jī)中所用到的碼制是一樣的，也有自然二進(jìn)制，BCD，格雷碼，余格雷碼等。其中常用的也就是自然二進(jìn)制（natural binary code）,格雷碼（gray code）,因?yàn)楦窭状a有優(yōu)于自然二進(jìn)制的特點(diǎn)，故一般采用格雷碼為多。
6.編碼器溫度范圍（Temparature Range）-此相應(yīng)客戶的具體要求而幫對(duì)方選擇之。此又分使用溫度和存放溫度。
7.編碼器轉(zhuǎn)速范圍（Speed）-此相亦需滿足客戶的具體要求，一般良好之編碼器的機(jī)械轉(zhuǎn)速可達(dá)到5000~6000rpm.
8.IP防護(hù)等級(jí)（Protection）-此防護(hù)等級(jí)又分為外蓋防護(hù)等級(jí)和軸徑處的防護(hù)等級(jí)。其以IP67為最高級(jí)別。
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??最后，基本上，如能提供了以上這么多數(shù)據(jù)后，已經(jīng)可以很好的幫客戶選擇合適的編碼器了。其他所牽涉到的具體問(wèn)題，則再視具體情況而做出解決。
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連接絕對(duì)編碼器的電氣二次設(shè)備：
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連接絕對(duì)值編碼器的設(shè)備可以是可編程控制器PLC、上位機(jī)，也可以是專用顯示信號(hào)轉(zhuǎn)換儀表，由儀表再輸出信號(hào)給PLC或上位機(jī)（數(shù)據(jù)處理和顯示系統(tǒng)）。
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1．直接進(jìn)入PLC或上位機(jī)：
編碼器如果是并行輸出的，可以直接連接PLC或上位機(jī)的輸入輸出接點(diǎn)I/O，其信號(hào)數(shù)學(xué)格式應(yīng)該是格雷碼。編碼器有多少位就要占用PLC的多少位接點(diǎn)，如果是24伏推挽式輸出，高電平有效為1，低電平為0；如果是集電極開(kāi)路NPN輸出，則連接的接點(diǎn)也必須是NPN型的，其低電平有效，低電平為1。
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2．編碼器如果是串行輸出的，由于通訊協(xié)議的限制，后接電氣設(shè)備必須有對(duì)應(yīng)的接口。
例如SSI串行，可連接西門(mén)子的S7-300系列的PLC，有SM338等專用模塊，或S7-400的FM451等模塊，對(duì)于其他品牌的PLC，往往沒(méi)有專用模塊或有模塊也很貴。
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3．編碼器如是總線型輸出，接受設(shè)備需配專用的總線模塊，例如PROFIBUS-DP。
但是，如選擇總線型輸出編碼器，在編碼器與接收設(shè)備PLC中間，就無(wú)法加入其他顯示儀表，如需現(xiàn)場(chǎng)顯示，就要從PLC 再轉(zhuǎn)出信號(hào)給與信號(hào)匹配的顯示儀表。
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有些協(xié)議自定義的RS485輸出信號(hào)進(jìn)PLC的RS485接口，需PLC具有智能編程功能。
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復(fù)合型編碼器（Complex Encoder）
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???隨著編碼器應(yīng)用的場(chǎng)合和用途越來(lái)越多，越來(lái)越廣，其產(chǎn)品也出現(xiàn)了品類眾多的局面。有的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)需要增量信號(hào)同絕對(duì)值同時(shí)出現(xiàn)并測(cè)量的狀況，為了解決這種問(wèn)題，復(fù)合型編碼器便應(yīng)運(yùn)而生。
???復(fù)合型編碼器便是在同一個(gè)編碼器的光盤(pán)上，同時(shí)刻有增量式信號(hào)軌道和絕對(duì)式信號(hào)軌道，在經(jīng)電路處理后，便可在輸出端得到增量的脈沖信號(hào)和絕對(duì)值的編碼信號(hào)。
此類產(chǎn)品各廠家均有制作，比如：Leine linde 的SSI 674 / 675 / 684 / 685
??絕對(duì)編碼器由機(jī)械位置決定的每個(gè)位置是唯一的，它無(wú)需記憶，無(wú)需找參考點(diǎn)，而且不用一直計(jì)數(shù)，什么時(shí)候需要知道位置，什么時(shí)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。
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??旋轉(zhuǎn)單圈絕對(duì)值編碼器，以轉(zhuǎn)動(dòng)中測(cè)量光電碼盤(pán)各道刻線，以獲取唯一的編碼，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)超過(guò)360度時(shí)，編碼又回到原點(diǎn)，這樣就不符合絕對(duì)編碼唯一的原則，這樣的編碼
??如果要測(cè)量旋轉(zhuǎn)超過(guò)360度范圍，就要用到多圈絕對(duì)值編碼器。
??編碼器生產(chǎn)廠家運(yùn)用鐘表齒輪機(jī)械的原理，當(dāng)中心碼盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)齒輪傳動(dòng)另一組碼盤(pán)（或多組齒輪，多組碼盤(pán)），在單圈編碼的基礎(chǔ)上再增加圈數(shù)的編碼，以擴(kuò)大編碼器的測(cè)量范圍，這樣的絕對(duì)編碼器就稱為多圈式絕對(duì)編碼器，它同樣是由機(jī)械位置確定編碼，每個(gè)位置編碼唯一不重復(fù)，而無(wú)需記憶。
??多圈編碼器另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于測(cè)量范圍大，實(shí)際使用往往富裕較多， 這樣在安裝時(shí)不必要費(fèi)勁找零點(diǎn)， 將某一中間位置作為起始點(diǎn)就可以了，而大大簡(jiǎn)化了安裝調(diào)試難度。
??絕對(duì)值編碼器輸出的是多位數(shù)碼（格雷碼或純二進(jìn)制碼），并行輸出就是所有信號(hào)各占一信號(hào)線同時(shí)輸出，以代表數(shù)碼的1或0，對(duì)于位數(shù)不高的絕對(duì)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。最好為格雷碼，因?yàn)槿缡羌兌M(jìn)制碼，在數(shù)據(jù)刷新時(shí)可能有多位同時(shí)變化，讀數(shù)會(huì)在短時(shí)間里造成錯(cuò)碼。而格雷碼每次只有一位發(fā)生變化，減少錯(cuò)碼的可能。
??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)，一般在一兩米左右，對(duì)于復(fù)雜環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)，最好有隔離。
??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。
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??串行輸出就是通過(guò)一定的協(xié)議，在時(shí)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。由于絕對(duì)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。串行輸出連接線少，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)的絕對(duì)編碼器都是用串行輸出的。
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