旋转编码器还可以这和记娱乐样设计

 

2019-03-01 03:37

  一直以来编码器用户都不愿意改变,因为一些声称可提供卓越性能和可靠性的创新电机控制技术,必须拥有出色的纪录和往绩来作为支持,才可以用于工作场地或工业装置。虽然光学编码器和磁编码器历史悠久,而且基于看似“更具体”的物理概念,但是电容式编码器亦是基于经过全面试验的原理,并且已经通过多年来在现场的成功实际应用中得到证明。这种不同于运动感测的数字式交替方法提供了许多益处,为利用旋转换向编码器的设计人员提供了全新的智能水平。

  旋转编码器对于几乎所有运动-控制应用来说都很关键,由于无刷直流电动机(BLDC)使用增加,使得旋转编码器的需求进一步扩大,而且提供了控制、精度和效率等方面的诸多益处。编码器的任务很简单,原则上就是:向系统控制器指示电机轴的位置,请参考图1.控制器可以利用这信息准确高效地给电机绕组转向以及确定速度、方向和加速,这些是运动控制回路维持电机性能要求所需要的参数。

  编码器可以基于各种技术,这些技术提供标准的A和B正交信号数字输出,某些型号还提供索引输出,请参考图2a.换向编码器(下面将进行更全面的说明)还提供U、V和W换-相的信道输出,请参考图2b.

  最著名的三种编码器方法分别基于光学技术、磁技术或电容技术。简单来说,光学技术采用带槽圆盘,一侧是LED,而光电晶体管在相对的一侧。当圆盘转动时,光程被阻断,得到的脉冲指示轴的转动和方向。虽然光学方法成本低且效率高,但是以下两个因素使得光学编码器的可靠性下降:污垢、灰尘和油脂等污染物会干扰光程,及LED的使用寿命有限,通常几年之内其亮度损失过半,最终被烧坏。

  除了利用磁场而非光束之外,磁编码器的结构与光学编码器类似。磁编码器用磁盘代替带槽光轮,磁盘在一组磁阻传感器上转动,在这些传感器中产生响应,传递给信号-调节前端电路,用于确定轴的位置。虽然这种编码器的耐用性较高,但是容易受到电机产生的电磁干扰影响,准确性不如光学编码器。

  第三种方法,即电容式编码方法,具有光学编码器和磁编码器的所有优点,但是却没有它们的缺点。这种技术利用的原理与成熟、低成本而且精密的数字游标卡尺相同。它具有两个柱状或线状型式,一个在固定元件上,另一个在运动元件上,两者一起形成了一个配置为发送器/接收器对的可变电容器,请参考图3.当编码器转动时,一体式ASIC对这些线的变化进行计数,并利用内插法寻找轴的位置和转动方向,建立标准的正交输出,以及其它编码器提供的换向输出,用于控制无刷直流(BLDC)电机。

  这种电容式技术的优点是不会磨损,不受工业环境中常见的灰尘、污垢和油脂等污染物质的影响,使其本质上比光学编码器更可靠。电容式编码器还具有其数字控制特征带来的性能优势,包括调节编码器分辨率的能力(脉冲/转数),不需要更换为分辨率更高或更低的编码器。

  CUI全新AMT31系列是先进电容式编码器的典范,提供A和B正交信号、索引信号以及U、V和W换-相的信号。它在48-4096脉冲/转(PPR)之间具有20个可选递增分辨率,2-20之间共7个电机极-对。AMT31系列还具有锁定毂,使安装容易。它从5 V电源轨操作,仅需16 mA供电电流。

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