編碼器的優(yōu)缺點(diǎn)分析選擇需要注意哪些地方？

 

光學(xué)式編碼器、磁性編碼器、電容式編碼器是工程師常用使用的三種主要編碼器技術(shù)。為了判斷哪個(gè)技術(shù)適合終應(yīng)用，需要考慮幾個(gè)因素。為協(xié)助工程師的選擇，概述光學(xué)式、磁性、靜電電容式3種編碼器技術(shù)，并概述各技術(shù)的利弊權(quán)衡。

 

第一；光學(xué)編碼器

 

多年來(lái)，光學(xué)編碼器一直是運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用市場(chǎng)中的流行選擇。它由位于編碼器代碼兩側(cè)的LED光源（通常是紅外光源）和光電探測(cè)器組成。編碼盤由塑料和玻璃制成，上面裝有透光線和插槽。當(dāng)碼盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，LED的光路被碼盤上間隔排列的線或槽所阻擋，從而生成兩個(gè)典型的方波正交正交脈沖a和b，可用于確定軸的旋轉(zhuǎn)和速度。

 

包含索引脈沖的光學(xué)編碼器的a和b的典型正交脈沖

 

光學(xué)編碼器已被廣泛使用，但存在一些缺點(diǎn)。在多塵和骯臟的環(huán)境（例如工業(yè)應(yīng)用）中，污染物將積聚在代碼盤上，并阻止LED光穿過(guò)光學(xué)傳感器。由于污染的編碼器盤可能導(dǎo)致方波不連續(xù)或完全丟失，因此會(huì)嚴(yán)重影響光學(xué)編碼器的可靠性和準(zhǔn)確性。 LED的使用壽命有限，并最終會(huì)燒壞，從而導(dǎo)致編碼器發(fā)生故障。另外，玻璃和塑料代碼盤在振動(dòng)和極端溫度下容易損壞，因此光學(xué)編碼器在惡劣環(huán)境中的應(yīng)用范圍受到限制。將其組裝到電機(jī)上不僅花費(fèi)時(shí)間，而且污染的風(fēng)險(xiǎn)也很大。如果光學(xué)編碼器的分辨率很高，它將消耗超過(guò)100mA的電流，這將進(jìn)一步影響其在移動(dòng)設(shè)備和電池供電設(shè)備中的應(yīng)用。

 

第二；磁性編碼器

 

磁性編碼器的結(jié)構(gòu)類似于光學(xué)編碼器的結(jié)構(gòu)，但是它使用磁場(chǎng)而不是光束。磁性編碼器使用磁性編碼盤代替開(kāi)槽的光電編碼盤。它具有間隔排列在磁代碼盤上的磁極，并在一行霍爾效應(yīng)傳感器或磁阻傳感器上旋轉(zhuǎn)。撥碼盤的任何旋轉(zhuǎn)都會(huì)響應(yīng)這些傳感器，并且所生成的信號(hào)將被發(fā)送到信號(hào)調(diào)整前端電路，以確定軸的位置。磁性編碼器的耐用性，抗振性和抗沖擊性優(yōu)于光學(xué)編碼器。此外，當(dāng)遇到灰塵，污垢，油污和其他污染物時(shí)，光學(xué)編碼器的性能將大大降低，但磁性編碼器不會(huì)受到影響，因此最適合在惡劣的環(huán)境中使用。但是，電機(jī)（特別是步進(jìn)電機(jī)）產(chǎn)生的電磁噪聲會(huì)對(duì)磁編碼器產(chǎn)生很大影響，并且溫度變化會(huì)引起位置漂移。另外，磁性編碼器的分辨率和精度相對(duì)較低，遠(yuǎn)不及光學(xué)和靜電電容編碼器。

 

第三；電容編碼器

 

電容編碼器由轉(zhuǎn)子，固定發(fā)射器和固定接收器組成。構(gòu)成。電容感應(yīng)使用條紋或線性條紋。一個(gè)極位于固定元件上，另一個(gè)極位于移動(dòng)元件上以形成可變電容器，該可變電容器被配置為一對(duì)接收器/發(fā)射器。轉(zhuǎn)子上刻有正弦波條紋，當(dāng)電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，它將產(chǎn)生特殊且可預(yù)測(cè)的信號(hào)。然后，信號(hào)由編碼器的板載ASIC轉(zhuǎn)換，以計(jì)算光軸的位置和旋轉(zhuǎn)方向。