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最受欢迎的精密元件之一——旋转编码器

2015-10-30 16:59:27              

旋转编码器的定义

旋转编码器是用来测量转速并配合PWM技术可以实现快速调速的装置,光电式旋转编码器通过光电转换,可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出(REP)。

旋转编码器的分类

编码器如以信号原理来分可分为增量脉冲编码器和绝对脉冲编码器。

增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号,再把这个电信号转变成计数脉冲,用脉冲的个数表示位移的大小。

绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码,因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关,而与测量的中间过程无关。

旋转编码器的工作原理:

由一个中心有轴的光电码盘,其上有环形通、暗的刻线,有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差(相对于一个周波为360度),将C、D信号反向,叠加在A、B两相上,可增强稳定信号;另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。

由于A、B两相相差90度,可通过比较A相在前还是B相在前,以判别编码器的正转与反转,通过零位脉冲,可获得编码器的零位参考位。

编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料,玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线,其热稳定性好,精度高,金属码盘直接以通和不通刻线,不易碎,但由于金属有一定的厚度,精度就有限制,其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级,塑料码盘是经济型的,其成本低,但精度、热稳定性、寿命均要差一些。

分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率,也称解析分度、或直接称多少线,一般在每转分度5~10000线。

旋转编码器选型要素:

1.类型

2.外径尺寸

3.轴径(用于对方设备耦合)

4.分辨率(位数,脉冲数)

5.轴的形态

6.工作电压

7. 输出方式8.信号输出最远距离

9.输出形式

10.客户设备的最快转速

11.后续设备的响应频率

12.保护等级

旋转编码器常用的品牌:日本内密控NEMICON,日本光洋KOYO,日本欧姆龙OMRON,日本多摩川,中国瑞普,中国禹衡,瑞士宜科,瑞士堡盟,意大利意尔创,德国西克,德国图尔克,德国p+f倍加福,韩国奥托尼克斯等等,目前很多国外的品牌在国内都设立了工厂。

内密控常用系列:OVW2系列,HES系列,NOC系列,ASS系列,NE系列,NOC-H系列,NOC-HP系列等。

光洋常用系列:TRD-2E系列,TRD-2T系列,TRD-2TH系列,TRD-GK系列,TRD-J系列,TRD-MA系列,TRD-MX系列等。

欧姆龙常用系列:E6A2-C系列,E6B2-C系列,E6C2-C系列等。

瑞普常用系列:ZKP3808系列,ZKP4008系列,ZSP3806系列,ZSP5208系列,ZSP6210系列等。

旋转编码器的市场情况:编码器在OEM市场的应用比例较高,主要应用于机床、电梯、伺服电机配套、纺织机械、包装机械、印刷机械、起重机械等行业。

从行业来看,电梯、机床和伺服电机配套是编码器的重点应用领域,占整体应用市场53%的市场份额。纺织机械、包装机械和印刷机械等领域目前市场份额较小,编码器一般不直接进入这三个行业,编码器生产企业的竞争主要集中在给这些机械行业提供伺服电机的电机生产厂环节。起重机械目前市场份额也较小,仅占4%-5%。在冶金和电子行业等项目型行业,编码器目前应用比例较低,仅占14%的市场份额。此外,编码器在医疗机械、风电、汽车生产线、混合动力汽车、水利、轨道交通等领域也有一定应用,但应用比例较低。

从厂商来看,目前欧美品牌占据高端市场,占三分之一以上的市场份额,产品价格定位高端,在重工和风电等新能源领域具有优势;日韩品牌主要占据中端市场,也占三分之一以上的市场份额,产品价格定位中端,在电梯、机床、伺服电机等行业应用较为广泛;而大陆企业主要参与中低端市场的竞争,产品价格较低,以占市场近半销售量仅获得25%的大陆市场销售份额。

目前绝对值编码器的价格大约是增量型编码器的4倍以上,国内市场上70%的应用是价格相对经济的增量型编码器,主要应用在如包装、纺织、电梯等行业中仅要求测量转速及对绝对位置测量要求不高的机器设备上。而在高精度机械设备或钢铁、港口及起重等重工业行业,由于对测量的精度要求相对较高,更多情况会使用绝对值编码器。在这些重工业行业应用中,由于工况比较恶劣,所以对编码器的抗冲击和振动等指标要求较高。

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