旋轉(zhuǎn)編碼器主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域?
旋轉(zhuǎn)編碼器主要幫助轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電壓信號。雖然在整個過程中精度低,但是穩(wěn)定性強(qiáng)。然后讀入計(jì)算機(jī)系統(tǒng),通過轉(zhuǎn)換呈現(xiàn)可視化數(shù)據(jù)。旋轉(zhuǎn)編碼器是將旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換成一系列數(shù)字脈沖信號的旋轉(zhuǎn)傳感器,用于控制角位移。如果編碼器與齒輪桿或螺桿結(jié)合,也可用于測量線性位移。
旋轉(zhuǎn)編碼器的工作原理是:利用光電傳感器或磁電傳感器采集旋轉(zhuǎn)盤的位移信息,并將其轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號輸出。進(jìn)一步根據(jù)信號的數(shù)量和類型,可以實(shí)現(xiàn)不同分辨率和不同輸出形式的旋轉(zhuǎn)編碼器。其中,絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器能夠直接輸出每個位置的絕對值,而增量式旋轉(zhuǎn)編碼器則只能輸出相對位移和方向變化。
旋轉(zhuǎn)編碼器的工作原理就是基于電磁感應(yīng)原理,產(chǎn)生一個導(dǎo)體中的交流電力在導(dǎo)體周圍變化的磁場。這個磁場可以在鄰接的導(dǎo)體上感應(yīng)出交流電力。從一個導(dǎo)體到另一個導(dǎo)體的耦合大小取決于磁場的變化率和導(dǎo)體的相對位置和幾何形狀。
定子的5kHz(代表值)正弦波參考電壓在轉(zhuǎn)子線圈中感應(yīng)出正弦波電壓。然后,第二軸向轉(zhuǎn)子繞組在定子上向后偏移90的兩個軸向信號繞組中感應(yīng)出電壓。耦合到定子的線圈數(shù)量是轉(zhuǎn)子相對位置的函數(shù),這有效地對定子信號進(jìn)行幅度調(diào)制。
旋轉(zhuǎn)編碼器是利用脈寬調(diào)制技術(shù)測量轉(zhuǎn)速并實(shí)現(xiàn)快速調(diào)速的裝置。光電旋轉(zhuǎn)編碼器可以通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸的角位移、等機(jī)械量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖,并以數(shù)字量(REP)輸出。旋轉(zhuǎn)編碼器生產(chǎn)現(xiàn)場的各種電磁感染源,會因光電檢測裝置產(chǎn)生的噪聲,導(dǎo)致光電檢測裝置輸出波形變形,造成系統(tǒng)誤操作、生產(chǎn)事故。光電檢測裝置安裝在生產(chǎn)設(shè)備主體上,通過電纜向控制系統(tǒng)傳輸信號的距離一般為20m~100m。傳輸電纜一般選用多芯屏蔽電纜。但除了電纜的線電阻和線間電容的影響外,與其他電纜敷設(shè)在一起時也容易受到各種電磁干擾的影響,導(dǎo)致波形失真,反饋給調(diào)速系統(tǒng)的信號與實(shí)際值存在偏差,從而降低系統(tǒng)精度。
合理選擇光電探測器輸出信號傳輸介質(zhì),用雙絞線替代普通屏蔽電纜。雙絞線電纜有兩個重要的技術(shù)特點(diǎn)。首先,它對電纜的電磁干擾有很強(qiáng)的防護(hù)能力。這是因?yàn)榭臻g電磁場可以抵消在線產(chǎn)生的干擾電流。雙絞線屏蔽電纜的另一個技術(shù)特點(diǎn)是雙絞線之間的距離小,雙絞線到干擾線的距離大致相等,雙絞線到屏蔽網(wǎng)的分布容量也大致相同,因此抑制干擾的效果也會更好。
旋轉(zhuǎn)編碼器的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,其中具代表性的領(lǐng)域是機(jī)器人控制。機(jī)器人需要精確地掌握自己的位置和姿態(tài),才能夠執(zhí)行精準(zhǔn)的動作,因此旋轉(zhuǎn)編碼器能夠?yàn)闄C(jī)器人提供高精度的位置反饋信息。此外,旋轉(zhuǎn)編碼器還可以被應(yīng)用在自動化生產(chǎn)中,如數(shù)控機(jī)床、印刷設(shè)備、自動化包裝線等方面。在這些應(yīng)用中,旋轉(zhuǎn)編碼器能夠?qū)崟r監(jiān)測工件位置、旋轉(zhuǎn)速度和角度等參數(shù),從而實(shí)現(xiàn)真正的智能化生產(chǎn)。
旋轉(zhuǎn)編碼器的應(yīng)用范圍:
1、電梯領(lǐng)域:電梯的速度調(diào)節(jié)和轎廂的位置控制需要很精確的信號。旋轉(zhuǎn)編碼器可以在電梯控制中提供可靠準(zhǔn)確的位置信號和速度信號,這樣保證電梯停放準(zhǔn)確位置。
2、矢量電機(jī)和伺服電機(jī)領(lǐng)域:矢量電機(jī)和伺服電機(jī)可以在較寬的范圍內(nèi)進(jìn)行速度測算,轉(zhuǎn)矩和控制位置狀態(tài)都依賴于電機(jī)輸出軸上的旋轉(zhuǎn)編碼器;
3、工程機(jī)械領(lǐng)域:大型工程機(jī)械對可靠的速度和位置檢測的需求越來越大,尤其是重型車輛行業(yè)。旋轉(zhuǎn)編碼器廣泛應(yīng)用于電子轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)、車速檢測和混合動力汽車。
4、工業(yè)自動化控制生產(chǎn)線領(lǐng)域:工廠的自動化生產(chǎn)線需要準(zhǔn)確的速度和方向信息來保證電機(jī)的正常運(yùn)行;
5、工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域:機(jī)器人的每個關(guān)節(jié)都需要精確控制,以保證整個機(jī)器人的協(xié)調(diào)運(yùn)動或行走,因此每個關(guān)節(jié)都需要一個旋轉(zhuǎn)編碼器進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。
6、油氣行業(yè):油氣行業(yè)是高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè),需要高可靠性、密封性能好的高標(biāo)準(zhǔn)編碼器,主要用于測量鉆臺電機(jī)、轉(zhuǎn)盤和泥漿泵的轉(zhuǎn)速。例如,加油機(jī)上的旋轉(zhuǎn)編碼器用來測量流量、來測量燃油量。
此外,旋轉(zhuǎn)編碼器還被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備中。例如,旋轉(zhuǎn)編碼器能夠監(jiān)測人體的運(yùn)動角度和運(yùn)動速度,從而實(shí)現(xiàn)康復(fù)治療和運(yùn)動監(jiān)測等功能。在輪廓檢測方面,旋轉(zhuǎn)編碼器能夠與光柵尺等設(shè)備組合使用,實(shí)現(xiàn)蒿精度的輪廓檢測,并且由于其小體積、長壽命等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于自動化檢測和制造。