1,什么叫絕對值
“絕對值”是指測量的位置值不依賴于前次測量計數(shù)累加的,,對于測量原點的絕對的位置值,。
其不同于“相對值”,相對值是相對于前次測量位置的一個相對移動的位置值,,而“絕對值”每一次正常測量與任何其他測量關系無關,,所以叫“絕對”。
2,,什么叫絕對值編碼
絕對值編碼是指在測量器件(傳感器)內(nèi)部,,在測量量程范圍內(nèi),所有的機械位置已經(jīng)預先與機械位置原點有唯一的對應關系的絕對編碼,,任何時候的測量不需要依賴前次測量的歷史,。即使不移動,也可以直接輸出唯一的絕對編碼,。
絕對值編碼的根本,,第一是不依賴于移動和前次歷史比較即可獲得完整的位置信息,,且每一個位置是唯一的,,第二是與前次讀數(shù)(包括各種記憶方式)無關,,內(nèi)部不需經(jīng)過計數(shù)器累加比較。不移動位置,、不需要知道前次讀數(shù)位置即可測量并輸出唯一的信號值,。
3,“絕對式”與“絕對值編碼”有什么不同
根本的不同是“絕對式”名稱是側(cè)重于測量接收設備,,相對于外部原點位置的“絕對式”位置輸出模式,,而“絕對值編碼”是側(cè)重于測量傳感器內(nèi)部的編碼形式,在其量程范圍內(nèi)部對于原點位置的所有位置唯一“絕對編碼”,。作為《編碼器》應以內(nèi)部編碼讀取的原理方式?jīng)Q定其名稱方式,。
實際上依賴于計數(shù)的,無論是內(nèi)部電池記憶,,還是外部電池,,甚至是低功耗的威根特效應計數(shù),都是“計數(shù)”的,,就不能再稱為“絕對值編碼”了,,只能相對于測量接收設備的“絕對式”。
4,,什么是絕對值單圈編碼器,?
在360度測量范圍內(nèi),其每一個輸出位置的數(shù)據(jù)編碼在360度單圈內(nèi)是絕對且唯一的,,無需依賴轉(zhuǎn)動及前次數(shù)據(jù)而獲得位置信息,。在旋轉(zhuǎn)超過360度后,數(shù)據(jù)又循環(huán)從0開始,。
單圈絕對值編碼器的位數(shù)是以2的N次方位數(shù)來表示其分辨位置編碼,,8位就有256個編碼位置,10位是1024,,12位4096,,13位8192,14位16384,,16位65536,,目前最高位數(shù)的是德國海德漢的25位單圈絕對值編碼器。
5,,什么叫絕對值多圈編碼器
絕對值多圈編碼器,,就是在其測量范圍內(nèi),不僅僅在單圈360度內(nèi)有“絕對值編碼”,,而且在超過360度后仍然有不依賴于計數(shù)器的多圈數(shù)值的唯一絕對編碼,。其一般與鐘表式的分針、時針原理相似,。
多圈絕對值編碼器是以單圈多少位X多圈多少位的方式表示其分辨率和測量圈數(shù)行程,,多圈常用的是4096圈,,少量可以達到16384圈、65536圈(16位),,GMX425系列的絕對值多圈編碼器常規(guī)的可以達到12位4096圈,,特殊需要的可以達到16384圈和65536圈。
6,,什么是電子式“絕對式”,?
電子式的“絕對式”雖然能夠向外提供的數(shù)據(jù)也是以絕對值相同的形式輸出的,但其內(nèi)部并不是每一個位置的預先絕對編碼,,它是依賴于編碼器的旋轉(zhuǎn)運動以及前次讀數(shù)的記憶保存相比較,,獲得的位置信息,類似于磁帶錄音機或激光CD,,必須磁帶旋轉(zhuǎn)或光碟旋轉(zhuǎn),,才能組織采集到完整信息再輸出,這種需要“動起來”或“動一小部分”才能獲得類似絕對式信息輸出的,,稱為“動態(tài)”數(shù)據(jù)掃描絕對式,,而有一些依賴于電池、超級電容記憶數(shù)據(jù),,或者較為先進的低或無功耗威根特效應讀數(shù)并用電容寄存讀數(shù),,這類不需要動起來也能輸出記憶的位置信息的方式,稱為“靜態(tài)”電子式絕對式,。
無論是“靜態(tài)”的還是“動態(tài)”的電子式“絕對式”,,都已經(jīng)不是內(nèi)部絕對值編碼的方式獲得的位置信息,所以應該不能叫“絕對值編碼器”,。編碼器的名稱,,應該由其內(nèi)部的編碼及讀取的方式原理決定,而不是僅僅看輸出信號相類似,。
7,,“電子式絕對式”編碼器與“真絕對值編碼”的編碼器比較會有什么問題?
電子式絕對式編碼器內(nèi)部的工作原理是依賴于運動起來讀數(shù)加上前次記憶數(shù)據(jù)相比較,,獲得的位置信息,,這樣與“真絕對值編碼”器比較,就會有這三部分出錯可能性:
首先是運動起來的讀數(shù)計數(shù)累計,,這個部分可能會受到各種內(nèi)部及外部電氣環(huán)境干擾因素的影響或器件小概率失效因素的影響而讀錯,,它與絕對值編碼不同,絕對值編碼由于位置信息始終存在,,即使一次性小概率讀數(shù)失效,,并不影響下次的讀數(shù)準確性。而電子式的通過讀數(shù)計數(shù)可能出現(xiàn)的失效,,可以影響到下一次的讀數(shù)累計,,這種錯誤無法區(qū)隔判斷,,并在時間上和各個位置上的信息輸出延續(xù)下去;而在斷電以后的讀數(shù),,是依賴于電池、電容供電,,或威根特效應極小的發(fā)電能量存儲供電,,因所供電能有限,其抗干擾性更差,,并讀數(shù)頻次低,,當快速旋轉(zhuǎn)編碼器或外部有很大的干擾影響下,很有可能來不及計數(shù)累加或受干擾而出現(xiàn)讀數(shù)錯誤,,并累加延續(xù),。
其二,在于累加計數(shù)的記憶體,,這種記憶體因電能有限,,或因記憶能量型元器件的問題,例如電池的失電后,、電容及威根特效應存儲的的容量有限性,、存儲數(shù)據(jù)的電容的被干擾耦合數(shù)據(jù)失真,存儲數(shù)據(jù)再次采集的數(shù)據(jù)失真,、電池的低溫失效,,電池的高溫爆炸、記憶能量體和數(shù)據(jù)記憶體的壽命,,等等各種因素都會影響到其記憶數(shù)據(jù)及再次采集是否可能失真失效,。
其三,在于速度響應有限并數(shù)據(jù)的再處理解碼輸出,,由于是依賴于運動起來的讀數(shù)及內(nèi)部寄存數(shù)據(jù)的比較兩部分數(shù)據(jù)的整合解碼,,在速度響應方面有限,進位同步處理,、快速運動讀取及處理,、干擾影響等各種因素的情況下,兩組數(shù)據(jù)的再處理解碼及輸出,,仍然存在出錯的可能,,而且這種出錯一樣是不同于真正絕對編碼的,其一旦出錯無法判斷(或需要再以輔助傳感器比較判斷),,而在時間上及位置上錯誤一直延續(xù),。
綜上所述,電子式絕對式編碼器,,從原理上因為它不是每一個位置絕對編碼的,,一旦出錯,,會影響到下一次讀數(shù)且延續(xù)到以后的讀數(shù)準確性,而這種出錯的可能性始終存在,,只是在概率上的大小,,以體現(xiàn)生產(chǎn)廠家的技術水平。從原理上講,,它不是“絕對值編碼”的編碼器,。它的應用應極小心的避開因出錯而會造成更大損失的場合,例如安全性監(jiān)控,。
8,,什么是鐘表齒輪式絕對值多圈編碼器?
旋轉(zhuǎn)單圈絕對值編碼器,,以轉(zhuǎn)動中測量光碼盤各碼道刻線,,以獲取唯一的一組編碼,當轉(zhuǎn)動超過360度時,,編碼又回到原點,,這樣就不符合絕對編碼唯一的原則,這樣的編碼器只能用于旋轉(zhuǎn)范圍360度以內(nèi)的測量,,稱為單圈絕對式編碼器,。
真實多圈絕對值編碼器:編碼器生產(chǎn)廠家運用鐘表齒輪機械的原理,增加了一組機械齒輪組碼盤,,當中心碼盤旋轉(zhuǎn)時,,通過齒輪傳動另一組齒輪碼盤(或多組齒輪,多組碼盤),,在單圈編碼的基礎上再增加圈數(shù)的編碼,,以擴大編碼器的測量范圍,這樣的方式與機械鐘表的秒,、分,、時相像,也稱為絕對編碼器就稱為鐘表齒輪式絕對值多圈編碼器,,這種真實多圈絕對值編碼器,,對于多圈的數(shù)值,同樣是由機械位置確定編碼,,每個位置編碼唯一不重復,,而無需記憶。
9,,什么是電子式多圈“絕對編碼器”,?
單圈碼盤選用了絕對值的原理,例如光學多碼道的絕對值單圈或磁電式絕對值單圈編碼器,而多圈測量用電子計數(shù)累加,、寄存的方式,,稱為“電子式多圈絕對值編碼器”,但是稱為“絕對值編碼”是不嚴肅帶有欺騙性的,,這是部分絕對值編碼,,完整的全行程測量范圍不能算絕對值編碼了,而是部分增量計數(shù)的,。
電子式多圈絕對值編碼器,,有利用上次讀數(shù)寄存判斷圈數(shù)值而不用電池的,停電后移動角度有一定的范圍限制,;也有內(nèi)置電池或外置電池記錄圈數(shù)的,在電池容量有限的情況下停電記憶圈數(shù)值,;目前還有一種是無電池利用威根德效應(無功耗脈沖發(fā)生及計數(shù))記錄圈數(shù)值的,,但仍然是屬于電子式多圈編碼器。
電子多圈編碼器仍然存在讀數(shù),、寄存,、再讀取的出錯可能性,這種可能性一旦出現(xiàn)無法發(fā)現(xiàn)并彌補,,需用其他輔助傳感器比較后修正,,另外,電子多圈編碼器在停電后對于旋轉(zhuǎn)角度及轉(zhuǎn)速有限制,。
10,,什么是威根德效應編碼器?
有一些電子多圈編碼器,,其多圈計圈數(shù)是用威根德效應的原理,。
在上世紀60年代,John·Wiegand發(fā)現(xiàn),通過適當處理的磁性金屬絲,內(nèi)芯和外層存在著較大的差異性,在一定的條件下便可產(chǎn)生兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換.對此效應人們稱之為威根德(Wiegand)效應,類似于這種特征的絲稱之為威根德絲。用這種絲制成的磁敏傳感器,,在經(jīng)過磁場的NS變化時,,可產(chǎn)生無需供電的尖峰脈沖,威根德傳感器具有工作溫度高(可達200℃),不需要任何外加電源便可輸出較高的脈沖電壓(可達5~6V),可直接與計算機接口.因而在許多場合己得到應用,。以這種原理制成的傳感器叫“威根德傳感器”,,這種傳感器幾乎無需電源,甚至其產(chǎn)生的尖峰可以用電容存儲,,以威根德傳感器內(nèi)部計數(shù)并尖峰微小能量由電容存儲的編碼器,,早在上個世紀90年代即產(chǎn)生了產(chǎn)品,但是當時的技術條件性能很不穩(wěn)定,,在近年低功耗電子元器件的出現(xiàn),,使得這個產(chǎn)品漸漸成熟走向市場,但是它的可靠性有限,目前只能用于計圈數(shù),,(因計圈數(shù)次數(shù)少,,頻次低,可靠性因素反映出現(xiàn)概率低),,而單圈碼盤用絕對值碼盤(例如磁電原理),。
威根德原理的計數(shù)仍然是屬于電子式多圈編碼器,一樣是有缺陷的,,由于“自發(fā)電”產(chǎn)生的信號較為微弱,,較易被周邊電氣噪音干擾,計數(shù)讀取與寄存仍然有被干擾而出錯可能性,,且一旦被干擾出錯,,原始位置丟失無法找回。須小心用于周邊電氣環(huán)境較為干凈的場合,,并不適合用于起重,、工程及各種電氣環(huán)境較為復雜的應用中。再如寄存的能量有限,,停電后的計數(shù)抗干擾差,,計數(shù)響應不夠快,在停電與通電切換時抗干擾性差等等,??傊皇峭暾慕^對值編碼,,不能再叫“絕對值多圈編碼器”了,,在國外的樣本資料中都注明是單圈絕對值,多圈威根德效應“電子式”多圈的,。如果故意忽略威根德“電子式”的內(nèi)容,,就直接叫“絕對值多圈編碼器”,與成本較高而更為可靠的機械式絕對值編碼器故意混淆,,帶有不嚴肅的商業(yè)欺騙性嫌疑,。
11,什么叫全行程多圈絕對值編碼器
在整個測量行程中,,測量傳感器編碼器的內(nèi)部是絕對值編碼的,。這相對于有些測量是部分絕對值編碼部分靠累加計數(shù)的不同,或者超過一段行程需要刷新起點重新作為絕對值測量的不同,。因為齒輪式絕對值多圈編碼器的的測量范圍受內(nèi)部機械齒輪組的限制,,絕對值編碼的圈數(shù)值是有限的,比如4096圈(12位),,16384圈(14位)等,,或者經(jīng)濟型的64圈,、16圈,這種規(guī)定了測量圈數(shù)值行程,,并確認在這個測量行程內(nèi)是絕對值編碼并使用的,,稱為全行程絕對值編碼器。使用全行程多圈編碼需根據(jù)提供的編碼器圈數(shù)在此范圍內(nèi)使用,。傳感器超出行程重新從起點循環(huán)使用,。