編碼器的經(jīng)濟(jì)等級和標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(jì)級,、標(biāo)準(zhǔn)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(jī),磁卡機(jī)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(jià)格極其便宜。芯片級:價(jià)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(jì),、閥門電調(diào)廠家選用此等級,該類編碼器的防護(hù)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(jì)級與工業(yè)級:
經(jīng)濟(jì)級的已有簡單封裝與簡單處理,,適用于單機(jī)設(shè)備,例如繡花機(jī)類的,,但經(jīng)濟(jì)級的特點(diǎn)就是與工業(yè)級比較的經(jīng)濟(jì)性,,其設(shè)計(jì)與選材都定位在經(jīng)濟(jì)實(shí)惠上,,并不適合大型設(shè)備、流水線和工程項(xiàng)目,,而工業(yè)級的設(shè)計(jì),、選材與檢測都是按標(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)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(jì)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(jì)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(gè)零件遮住了卡簧,,單軸承的在使用一段時(shí)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(diǎn),,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?yàn)槿绻炔粔颍騼蓚€(gè)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(biāo)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(jì)級的外殼封裝依賴于三個(gè)螺絲固定(在編碼器的外殼外徑上如有三個(gè)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(shí)編碼器在使用中,必然有開機(jī)與停機(jī)的變化中,,由于熱脹冷縮的溫差而造成內(nèi)外氣壓差,,防護(hù)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(shí)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(shí)間不準(zhǔn)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(shí)際卻是密封性問題,。
3.溫度等級
經(jīng)濟(jì)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(shí)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(jià)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(jī)關(guān)機(jī)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(jì)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(hù)和短路保護(hù),,集電極開路輸出為單邊非平衡形??垢蓴_與信號遠(yuǎn)傳要差,,在有些工況下使用,尤其是工程型,,其實(shí)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(biāo)準(zhǔn)工業(yè)信號,。例如SSI信號,,有些經(jīng)濟(jì)級的也標(biāo)為SSI,但那個(gè)并非標(biāo)準(zhǔn)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(hù),。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(hù)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(jì)級電磁兼容等級不是很高,,基本沒有為此的特別設(shè)計(jì),而工業(yè)級電磁兼容性EMC一般要達(dá)到二級以上,,(必須有檢測標(biāo)準(zhǔn)及提供檢測證書),,包括浪涌、快速脈沖群,、靜電等標(biāo)準(zhǔn)測試,,這些指標(biāo),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(biāo)準(zhǔn)及zui后成本
標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)級編碼器,,由于構(gòu)造設(shè)計(jì)及零部件的選用,零部件成本可能是經(jīng)濟(jì)級編碼器成本的幾倍以上,,再加上檢測程序與標(biāo)準(zhǔn)均高于經(jīng)濟(jì)級,,所以,工業(yè)級的編碼器的成本遠(yuǎn)高于經(jīng)濟(jì)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(xiàng)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(jī)械運(yùn)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(yùn)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(yùn)動類型:
直線
旋轉(zhuǎn)
直線編碼器沿柵尺或圓環(huán)運(yùn)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(shí)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(jìn)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(shí)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(gè)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(yùn)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,。