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最受歡迎的精密元件之一——旋轉編碼器

2016/1/14

旋轉編碼器的定義:

        旋轉編碼器是用來測量轉速并配合PWM技術可以實現(xiàn)快速調速的裝置,光電式旋轉編碼器通過光電轉換,可將輸出軸的角位移、角速度等機械量轉換成相應的電脈沖以數(shù)字量輸出(REP)。

旋轉編碼器的分類:

        編碼器如以信號原理來分可分為增量脈沖編碼器和絕對脈沖編碼器。

        增量式編碼器是將位移轉換成周期性的電信號,再把這個電信號轉變成計數(shù)脈沖,用脈沖的個數(shù)表示位移的大小。

        絕對式編碼器的每一個位置對應一個確定的數(shù)字碼,因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關,而與測量的中間過程無關。

旋轉編碼器的工作原理:

        由一個中心有軸的光電碼盤,其上有環(huán)形通、暗的刻線,有光電發(fā)射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D,每個正弦波相差90度相位差(相對于一個周波為360度),將C、D信號反向,疊加在A、B兩相上,可增強穩(wěn)定信號;另每轉輸出一個Z相脈沖以代表零位參考位。

        由于A、B兩相相差90度,可通過比較A相在前還是B相在前,以判別編碼器的正轉與反轉,通過零位脈沖,可獲得編碼器的零位參考位。

        編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料,玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線,其熱穩(wěn)定性好,精度高,金屬碼盤直接以通和不通刻線,不易碎,但由于金屬有一定的厚度,精度就有限制,其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個數(shù)量級,塑料碼盤是經(jīng)濟型的,其成本低,但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。

        分辨率—編碼器以每旋轉360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率,也稱解析分度、或直接稱多少線,一般在每轉分度5~10000線。

        旋轉編碼器選型要素:1.類型  2.外徑尺寸  3.軸徑(用于對方設備耦合)  4.分辨率(位數(shù),脈沖數(shù)) 5.軸的形態(tài)  6.工作電壓  7. 輸出方式  8.信號輸出最遠距離  9.輸出形式    10.客戶設備的最快轉速  11.后續(xù)設備的響應頻率   12.保護等級

        旋轉編碼器常用的品牌:日本內密控NEMICON,日本光洋KOYO,日本歐姆龍OMRON,日本多摩川,中國瑞普,中國禹衡,瑞士宜科,瑞士堡盟,意大利意爾創(chuàng),德國西克,德國圖爾克,德國p+f倍加福,韓國奧托尼克斯等等,目前很多國外的品牌在國內都設立了工廠。

        內密控常用系列:OVW2系列,HES系列,NOC系列,ASS系列,NE系列,NOC-H系列,NOC-HP系列等。
    
        光洋常用系列:TRD-2E系列,TRD-2T系列,TRD-2TH系列,TRD-GK系列,TRD-J系列,TRD-MA系列,TRD-MX系列等。

        歐姆龍常用系列:E6A2-C系列,E6B2-C系列,E6C2-C系列等。

        瑞普常用系列:ZKP3808系列,ZKP4008系列,ZSP3806系列,ZSP5208系列,ZSP6210系列等。

旋轉編碼器的市場情況:編碼器在OEM市場的應用比例較高,主要應用于機床、電梯、伺服電機配套、紡織機械、包裝機械、印刷機械、起重機械等行業(yè)。


        從行業(yè)來看,電梯、機床和伺服電機配套是編碼器的重點應用領域,占整體應用市場53%的市場份額。紡織機械、包裝機械和印刷機械等領域目前市場份額較小,編碼器一般不直接進入這三個行業(yè),編碼器生產(chǎn)企業(yè)的競爭主要集中在給這些機械行業(yè)提供伺服電機的電機生產(chǎn)廠環(huán)節(jié)。起重機械目前市場份額也較小,僅占4%-5%。在冶金和電子行業(yè)等項目型行業(yè),編碼器目前應用比例較低,僅占14%的市場份額。此外,編碼器在醫(yī)療機械、風電、汽車生產(chǎn)線、混合動力汽車、水利、軌道交通等領域也有一定應用,但應用比例較低。

        從廠商來看,目前歐美品牌占據(jù)高端市場,占三分之一以上的市場份額,產(chǎn)品價格定位高端,在重工和風電等新能源領域具有優(yōu)勢;日韓品牌主要占據(jù)中端市場,也占三分之一以上的市場份額,產(chǎn)品價格定位中端,在電梯、機床、伺服電機等行業(yè)應用較為廣泛;而大陸企業(yè)主要參與中低端市場的競爭,產(chǎn)品價格較低,以占市場近半銷售量僅獲得25%的大陸市場銷售份額。

       ,主要應用在如包裝、紡織、電梯等行業(yè)中僅要求測量轉速及對絕對位置測量要求不高的機器設備上。而在高精度機械設備或鋼鐵、港口及起重等重工業(yè)行業(yè),由于對測量的精度要求相對較高,更多情況會使用絕對值編碼器。在這些重工業(yè)行業(yè)應用中,由于工況比較惡劣,所以對編碼器的抗沖擊和振動等指標要求較高。