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编码器是一种将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。多用于实现角位移、线位移信息的测量和传递。
其实,我们每天都在享受着编码器应用所带来的便捷。一涉及到运动控制,它大多就会出现。比如你乘坐的电梯、汽车,使用的自动贩卖机、打印机等等。Emmm…甚至有时候还能解决你无聊的问题,比如说:一个德国的工程学学生用坏掉的佳能 850i 打印机改造的“蠢萌”小装置,总让人不禁沉醉于和它的玩耍。其中使用光电编码器的普通直流电机驱动打印头,伺服控制的操作臂精度可达 0.1mm。
除了民用外,编码器还有多工业和科研的应用,这也是它为的应用方向。比如生产制造中的数控机床、机器人,又或是航天、大型光电经纬仪、雷达、地面指挥仪等各种高精度、闭环调速系统,以及伺服系统的转速测量等,都可以看到它的身影。
光电式和电磁式是两种比较常见的编码器类型(按原理分)。而者对于后者来讲,可以实现加精密的测量、高分辨率,且紧凑。因此,在刚刚提到的智能制造等应用中,光电式受到了青睐。
光电编码器,顾名思义,是基于光电转换技术的。传统的光电编码器主要有以下几个部分组成:光源、码盘、狭缝、光电接收元件、轴系、处理电路和输出。主体由码盘和光电检测装置组成,是决定整体模块性能的。
电机和码盘同轴,电机旋转时,码盘和电机同速旋转,经发光二管、探测器等组成光电、检测装置输出信号。
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在自动化技术升中,应用对光电编码器的精度、分辨率、尺寸大小、要求进一步增强。然而,部件的内在关系,却让同时满足这些性能变得十分困难。
众所周知,希望提高光电编码器的精度和分辨率,增加码道的数量是直接的办法。这对应了两种方式:
一种是加大码盘的尺寸。显然这是不可取的,且不说不符合我们希望减小尺寸的初衷(尺寸会限制光电编码器的使用范围),而且检测器也相应的增多,随之会增大内部的机械和光学系统的设计难度。同时,信号的增加也意味着对应处理电路设计的复杂化。无论从开发难度、成本还是设备的上来说,都不太友好。
另一种则是通过缩小码道的宽度,来实现有限面积中数量的增加。但是在这样的情况下均匀刻画码道的难度就大,如无法满足均匀性,分辨率和精度亦会受到影响。
而光电检测装置作为部分,成为了所在。编码器对于光电器件(光电探测器、光源)的速率、灵敏度、抗串扰能力、功耗、一致性、工作温度等方面的要求变得为严苛。
器件提供方如不具备强的自主研发、生产能力,丰富的定制经验,是无法帮助编码器制造商跟上“时代的召唤”的。
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