帶你一分鐘了巴魯夫BALLUFF編碼器基礎(chǔ)知識(shí)

　　巴魯夫BALLUFF編碼器在碼盤的邊緣上分布有相等角度的縫隙（分為透光和不透光部分），在開縫碼盤兩邊分別安裝光源及光敏元件。當(dāng)碼盤隨轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每轉(zhuǎn)過一個(gè)縫隙就產(chǎn)生一次光線的明暗變化，再經(jīng)整形放大，可以得到一定幅值和功率的電脈沖輸出信號(hào)，脈沖數(shù)就等于轉(zhuǎn)過的縫隙數(shù)。將該脈沖信號(hào)送到計(jì)數(shù)器中去進(jìn)行計(jì)數(shù)，從測(cè)得的數(shù)碼數(shù)就能知道碼盤轉(zhuǎn)過的角度。

　　巴魯夫BALLUFF編碼器為了判斷旋轉(zhuǎn)方向 ，可以采用兩套光電轉(zhuǎn)換裝置。令它們?cè)诳臻g的相對(duì)位置有一定的關(guān)系，從而保證它們產(chǎn)生的信號(hào)在相位上相差1/4周期，根據(jù)AB相變化關(guān)系判定正反轉(zhuǎn)，如下圖：

　　磁編碼器與光電編碼器類似，只是把光檢測(cè)傳感器更換成了霍爾傳感器，通光碼盤變成了磁碼盤。

　　巴魯夫BALLUFF編碼器是將物理信號(hào)（如旋轉(zhuǎn)角度、直線位移等）轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（如脈沖、編碼等）的傳感器設(shè)備。編碼器廣泛應(yīng)用于機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床和電機(jī)控制等方面。

　　巴魯夫BALLUFF編碼器的刻盤方式分類

　　a. 巴魯夫BALLUFF編碼器每轉(zhuǎn)過單位的角度就發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，用于測(cè)量角位移。

　　b. 巴魯夫BALLUFF編碼器每個(gè)位置都有一個(gè)的編碼，用于測(cè)量絕對(duì)位置。

　　結(jié)構(gòu)和工作原理分類

　　a. 巴魯夫BALLUFF編碼器利用光電原理，通過光電元件將刻盤上的編碼轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

　　b. 巴魯夫BALLUFF編碼器利用磁電原理，通過磁敏元件將磁編碼轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

　　c. 巴魯夫BALLUFF編碼器：利用電容原理，通過電容元件將編碼轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

　　應(yīng)用場(chǎng)景分類

　　a. 直線編碼器：用于測(cè)量直線位移，常用于機(jī)床、機(jī)器人等設(shè)備。

　　b. 旋轉(zhuǎn)編碼器：也稱為軸編碼器，用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)角度和速度，是將旋轉(zhuǎn)位置或旋轉(zhuǎn)量轉(zhuǎn)換成模擬或數(shù)字的機(jī)電設(shè)備。常用于電機(jī)、機(jī)器人等設(shè)備。

　　讀取方式分類

　　a. 巴魯夫BALLUFF編碼器通過電刷與碼盤之間的接觸來產(chǎn)生電信號(hào)。

　　b. 巴魯夫BALLUFF編碼器主要由編碼器本體、碼盤（或磁環(huán)、光柵等）和檢測(cè)元件（如光電元件、霍爾元件等）組成。編碼器本體和碼盤之間保持一定的間隙，無需直接接觸。具有壽命長(zhǎng)、無磨損、低維護(hù)成本等優(yōu)點(diǎn)。

　　巴魯夫BALLUFF編碼器將位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成周期性的電信號(hào)，再把這個(gè)電信號(hào)轉(zhuǎn)變成計(jì)數(shù)脈沖，用脈沖的個(gè)數(shù)表示位移的大小。

　　每轉(zhuǎn)過單位的角度就發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)(也有發(fā)正余弦信號(hào)，然后對(duì)其進(jìn)行細(xì)分，斬波出頻率更高的脈沖)，通常為A相、B相、Z相輸出。

　　A相、B相為相互延遲1/4周期的脈沖輸出，根據(jù)延遲關(guān)系可以區(qū)別正反轉(zhuǎn)，而且通過取A相、B相的上升和下降沿可以進(jìn)行2或4倍頻；Z相為單圈脈沖，即每圈發(fā)出一個(gè)脈沖。

　　一般意義上的增量編碼器內(nèi)部無存儲(chǔ)器件，故不具有斷電數(shù)據(jù)保持功能，數(shù)控機(jī)床必須通過“回參考點(diǎn)"操作來確定計(jì)數(shù)基準(zhǔn)與進(jìn)行實(shí)際位置“清零"。

　　巴魯夫BALLUFF編碼器的輸出可直接反映360°范圍內(nèi)的絕對(duì)角度，就是對(duì)應(yīng)一圈，每個(gè)基準(zhǔn)的角度發(fā)出一個(gè)與該角度對(duì)應(yīng)二進(jìn)制的數(shù)值，通過外部記圈器件可以進(jìn)行多個(gè)位置的記錄和測(cè)量。

　　絕對(duì)位置可通過輸出信號(hào)的幅值或光柵的物理編碼刻度鑒別,前者稱旋轉(zhuǎn)變壓器(Rotating Transformer)；后者稱絕對(duì)值編碼器(Absolute-value Encoder)。

　　三、巴魯夫BALLUFF編碼器選型參數(shù)和基本原理主要選型參數(shù)

　　在使用增量編碼器時(shí)，需注意一下幾點(diǎn)：

　　測(cè)量精度和分辨率

　　測(cè)量精度和分辨率是增量編碼器選擇的關(guān)鍵參數(shù)。精度指的是測(cè)量結(jié)果與理論值之間的誤差，而分辨率則是指編碼器能夠檢測(cè)到的最小位置變化。

　　信號(hào)輸出類型

　　巴魯夫BALLUFF編碼器信號(hào)輸出類型：模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。

　　巴魯夫BALLUFF編碼器這是一種連續(xù)的電壓或電流信號(hào)，能夠反映軸位置或旋轉(zhuǎn)角度的連續(xù)變化。

　　數(shù)字信號(hào)：采用方波輸出，包括單通道方波輸出、差分輸出（如A相和B相）和ABZ相輸出等類型。

　　此外，增量巴魯夫BALLUFF編碼器等。TTL和HTL是常見的電平標(biāo)準(zhǔn)，其中TTL為長(zhǎng)線差分驅(qū)動(dòng)，而HTL也稱為推拉式或推挽式輸出，適用于工業(yè)控制系統(tǒng)。PNP和NPN則是集電極開路輸出的兩種類型，用于不同的電路連接需求。

　　速度和加速度

　　編碼器能承受的最大旋轉(zhuǎn)速度和加速度。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的速度和加速度需求選擇合適的編碼器。

　　巴魯夫BALLUFF編碼器所需的電源電壓通常為直流電壓，如5V、12V、24V等。

　　巴魯夫BALLUFF編碼器根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的溫度條件選擇合適的工作溫度范圍。

　　基本原理和換向判定

　　本文以光電編碼器簡(jiǎn)單介紹增量編碼器基本原理。

　　增量光電編碼器基本原理