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(jì)數(shù)累加的,,對于測量原點(diǎn)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(guān)系無關(guān),,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(jī)械位置已經(jīng)預(yù)先與機(jī)械位置原點(diǎn)有唯一的對應(yīng)關(guān)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(guān),,內(nèi)部不需經(jīng)過計(jì)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(shè)備,相對于外部原點(diǎn)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(diǎn)位置的所有位置唯一“絕對編碼”。作為《編碼器》應(yīng)以內(nèi)部編碼讀取的原理方式?jīng)Q定其名稱方式,。
實(shí)際上依賴于計(jì)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(yīng)計(jì)數(shù),,都是“計(jì)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(shè)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(jì)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(dá)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(dá)到12位4096圈,,特殊需要的可以達(dá)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(yù)先絕對編碼,它是依賴于編碼器的旋轉(zhuǎn)運(yùn)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(jī)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(jìn)的低或無功耗威根特效應(yīng)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(yīng)該不能叫“絕對值編碼器”,。編碼器的名稱,應(yīng)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(yùn)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(yùn)動起來的讀數(shù)計(jì)數(shù)累計(jì),,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(zhǔn)確性,。而電子式的通過讀數(shù)計(jì)數(shù)可能出現(xiàn)的失效,,可以影響到下一次的讀數(shù)累計(jì),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(yīng)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(dāng)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(jì)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(jì)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(yīng)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(yīng)有限并數(shù)據(jù)的再處理解碼輸出,,由于是依賴于運(yùn)動起來的讀數(shù)及內(nèi)部寄存數(shù)據(jù)的比較兩部分?jǐn)?shù)據(jù)的整合解碼,在速度響應(yīng)方面有限,,進(jìn)位同步處理,、快速運(yùn)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?yàn)樗皇敲恳粋€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(zhǔn)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(shù)水平,。從原理上講,它不是“絕對值編碼”的編碼器,。它的應(yīng)用應(yīng)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(dāng)轉(zhuǎn)動超過360度時,編碼又回到原點(diǎn),,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(shí)多圈絕對值編碼器:編碼器生產(chǎn)廠家運(yùn)用鐘表齒輪機(jī)械的原理,,增加了一組機(jī)械齒輪組碼盤,,當(dāng)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(chǔ)上再增加圈數(shù)的編碼,以擴(kuò)大編碼器的測量范圍,,這樣的方式與機(jī)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(shí)多圈絕對值編碼器,對于多圈的數(shù)值,,同樣是由機(jī)械位置確定編碼,,每個位置編碼唯一不重復(fù),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(xué)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(jì)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(yán)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(jì)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(yīng)(無功耗脈沖發(fā)生及計(jì)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(bǔ),,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(yīng)編碼器,?
有一些電子多圈編碼器,,其多圈計(jì)圈數(shù)是用威根德效應(yīng)的原理。
在上世紀(jì)60年代,John·Wiegand發(fā)現(xiàn),通過適當(dāng)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(yīng)人們稱之為威根德(Wiegand)效應(yīng),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(dá)200℃),不需要任何外加電源便可輸出較高的脈沖電壓(可達(dá)5~6V),可直接與計(jì)算機(jī)接口.因而在許多場合己得到應(yīng)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(jì)數(shù)并尖峰微小能量由電容存儲的編碼器,早在上個世紀(jì)90年代即產(chǎn)生了產(chǎn)品,,但是當(dāng)時的技術(shù)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(jì)圈數(shù),(因計(jì)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(jì)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(jì)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(fù)雜的應(yīng)用中,。再如寄存的能量有限,停電后的計(jì)數(shù)抗干擾差,計(jì)數(shù)響應(yīng)不夠快,,在停電與通電切換時抗干擾性差等等,。總之,,它不是完整的絕對值編碼,,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(yīng)“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(jī)械式絕對值編碼器故意混淆,,帶有不嚴(yán)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(jì)數(shù)的不同,,或者超過一段行程需要刷新起點(diǎn)重新作為絕對值測量的不同,。因?yàn)辇X輪式絕對值多圈編碼器的的測量范圍受內(nèi)部機(jī)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(jì)型的64圈,、16圈,,這種規(guī)定了測量圈數(shù)值行程,并確認(rèn)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(diǎn)循環(huán)使用,。