編碼器的經(jīng)濟等級和標準工業(yè)等級是什么?選擇編碼器最佳方法,!
編碼器是將信號(如比特流)或數(shù)據(jù)進行編制,、轉(zhuǎn)換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設(shè)備,。編碼器根據(jù)使用情況,,大致可分為商用級與芯片級、經(jīng)濟級,、標準工業(yè)級,、各類特殊工業(yè)使用級。
商用級與芯片級:
比如打印機,磁卡機內(nèi)部的編碼器,,構(gòu)造簡單,,很多外殼都沒有的,幾乎不用談溫度,、防塵防水和電磁兼容的,,價格極其便宜。芯片級:價格很低,,目前國外一些半導(dǎo)體芯片廠家提供,,或下游廠家簡單封裝的,無外殼或簡單外殼,,電源和信號僅簡單處理,,適用于廠家二次電路開發(fā),接收線路距離編碼器不宜超過50cm,,一些流量計,、閥門電調(diào)廠家選用此等級,該類編碼器的防護與電磁兼容抗干擾,,應(yīng)由二次開發(fā)的廠家去兼顧的,,如不了解,,較易造成損壞。
經(jīng)濟級與工業(yè)級:
經(jīng)濟級的已有簡單封裝與簡單處理,,適用于單機設(shè)備,,例如繡花機類的,但經(jīng)濟級的特點就是與工業(yè)級比較的經(jīng)濟性,,其設(shè)計與選材都定位在經(jīng)濟實惠上,,并不適合大型設(shè)備、流水線和工程項目,,而工業(yè)級的設(shè)計,、選材與檢測都是按標準工業(yè)要求做的,適合于各種工業(yè)設(shè)備,、流水線和工程項目,,兩種級別的典型區(qū)別,可從外觀和參數(shù)表上看到的差別如下:
1.軸承
經(jīng)濟級的轉(zhuǎn)軸軸承為單軸承,,(芯片級的有些都不用滾珠軸承),,有些經(jīng)濟級的軸承外部是由卡子固定,可以看到卡簧(如下圖),,有些較聰明,軸承前面加個零件遮住了卡簧,,單軸承的在使用一段時間后,由于受力支撐的單一,,精度自然就難以保證了,,密封性也差些。而工業(yè)級的是雙滾珠軸承結(jié)構(gòu),,多平衡支撐點,,軸的精密性,、抗沖擊性,、密封性都要高。雙軸承的結(jié)構(gòu),,對于軸的加工精度和安裝精度要求很高,,因為如果精度不夠,因兩個軸承的相互作用,,轉(zhuǎn)起來就有“卡”的感覺,,所以拿著軸轉(zhuǎn)一下,也可以感覺到軸的精密性,。奇怪的是,,有些標稱“高精度”的編碼器,軸承也是單軸承方法,,其“高精度”在長期使用下,,我不知是如何保證的,。
2.外殼封裝
經(jīng)濟級的外殼封裝依賴于三個螺絲固定(在編碼器的外殼外徑上如有三個螺絲固定,由于螺絲的頂入,,而造成外圓輕微變形而不圓,,會影響密封性能),而工業(yè)級的外殼沒有螺絲固定,,密封是擠壓式+O型密封圈一次密封的,。有些用戶以為工作環(huán)境沒有塵、水汽的問題,,怎么還會損壞呢,?其實編碼器在使用中,必然有開機與停機的變化中,,由于熱脹冷縮的溫差而造成內(nèi)外氣壓差,,防護等級差的編碼器,會產(chǎn)生“呼吸性”水汽,,由于壓差水汽吸入編碼器,,因時間的積累而損壞光學(xué)組件和電氣線路,影響使用或損壞編碼器,,較典型的是用一段時間不準或信號不穩(wěn)定,。而有些編碼器在較高溫度下使用出現(xiàn)問題,以為是溫度問題,,實際卻是密封性問題,。
3.溫度等級
經(jīng)濟級的一般只有-10度~60度,一般不會超過70度,,而工業(yè)級的工作溫度一般為零下20度~70度,,好的為零下25度~80度的。溫度等級其實反映的是內(nèi)部零件選用的等級,,大家要知道,,一般民用級電子零件的溫度大部分是到55度或60度,而到70度以上的優(yōu)級工業(yè)級零件價格常常就會貴一倍以上,,不同的等級不僅僅是溫度問題,,而且是其在使用中反映的失效概率。而寬范圍不僅僅是可適用于這些極限溫度范圍,,而且抗溫度沖擊波動的能力好,。有些用戶以為使用的環(huán)境到不了這些溫度極限范圍,55度就夠了,,但他們忽視了開機關(guān)機等溫度沖擊波動可能對器件的損壞,,以及內(nèi)部芯片的失效概率。
4.輸出信號與電源
經(jīng)濟級的輸出大部分是集電極開路的PNP或NPN,,電源與信號沒有極性保護和短路保護,,集電極開路輸出為單邊非平衡形,。抗干擾與信號遠傳要差,,在有些工況下使用,,尤其是工程型,其實是很不適用的,。而工業(yè)級的輸出是推挽式(兼顧PNP與NPN),,或差分驅(qū)動的平衡輸出,或其他標準工業(yè)信號,。例如SSI信號,,有些經(jīng)濟級的也標為SSI,但那個并非標準工業(yè)級RS422的SSI,,買回來連起來才發(fā)現(xiàn)不對,;工業(yè)級的電源為10-30Vdc,長距離壓降衰減不影響,,信號線往往帶短路保護,。很多工業(yè)現(xiàn)場電源會有短瞬間的不穩(wěn)定,寬電源很重要,,確保編碼器工作不受影響,,而極性短路保護可避免工程及檢修中的接錯線、偶發(fā)事故而損壞編碼器,。
5.電磁兼容性
經(jīng)濟級電磁兼容等級不是很高,,基本沒有為此的特別設(shè)計,而工業(yè)級電磁兼容性EMC一般要達到二級以上,,(必須有檢測標準及提供檢測證書),,包括浪涌、快速脈沖群,、靜電等標準測試,,這些指標,關(guān)系到編碼器在復(fù)雜電氣環(huán)境下的穩(wěn)定工作,。
6.內(nèi)部零件
內(nèi)部零件從外觀上和參數(shù)表上無法看到,,工業(yè)級的往往集成化、模塊化高,,線路板貼片式焊接,有三防處理,。
7.程序檢測與標準及zui后成本
標準工業(yè)級編碼器,,由于構(gòu)造設(shè)計及零部件的選用,零部件成本可能是經(jīng)濟級編碼器成本的幾倍以上,,再加上檢測程序與標準均高于經(jīng)濟級,,所以,,工業(yè)級的編碼器的成本遠高于經(jīng)濟的。
各類特殊工業(yè)使用級:比如防爆等級,、汽車電子等級,、高溫等級(大于100度)、防浸水等級,、超重載等級等,。
選擇編碼器最佳方法:
針對您的應(yīng)用選擇合適的編碼器可能是一項充滿壓力的工作。要從各種輸出形式,、讀取類型和編碼器尺寸中做出選擇,,如何確保針對具體應(yīng)用選出最佳的編碼器?
什么是編碼器,?
編碼器是將數(shù)據(jù)從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式的一種設(shè)備,。在位置感應(yīng)領(lǐng)域,編碼器可以檢測機械運動并將其轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字編碼的輸出信號,。更為精確的描述是,,它可以測量位置,而速度,、加速度和方向數(shù)據(jù)則可以從直線或旋轉(zhuǎn)運動的位置信息中得出,。
根據(jù)操作原理、目的和復(fù)雜程度,,可將編碼器分為不同類型,。
最常見的編碼器分類方式為:
運動類型:
直線
旋轉(zhuǎn)
直線編碼器沿柵尺或圓環(huán)運動,而旋轉(zhuǎn)編碼器繞軸旋轉(zhuǎn),。
編碼原理:
增量式
絕對式
增量式和絕對式編碼器之間的差異類似于秒表和時鐘之間的差異,。
工作原理:
磁性
光學(xué)
感應(yīng)
激光
編碼器的位置可以使用各種物理原理進行測量。位置信息可通過光束,、電流,、電磁場、感應(yīng)等方式從促動器傳輸至讀數(shù)頭,。
范圍:
單圈
多圈
對于單圈編碼器,,編碼器軸旋轉(zhuǎn)時每圈的輸出代碼是重復(fù)的。對于多圈絕對式編碼器,,在一定的圈數(shù)范圍內(nèi)(例如4096),,每一圈的每個軸位置的輸出代碼是唯一的。
分辨率:
高
中
低
分辨率是編碼器能夠檢測到的最小運動度量,。根據(jù)編碼器類型不同,,測量方式也不相同。
有多種不同類型的編碼器,,適合不同使用目的和用戶,。