机器人开发--编码器_编码器 uvw信号

作者：菜鸟追梦旅行 | 2024-03-07 18:21:16

踩

编码器 uvw信号

1 概述

2 编码器介绍

日系伺服厂家，一般将编码器、伺服驱动器、电机成套打包提供给客户；类似华为一样，软硬件自己搞，可以极限榨取硬件性能，构造自己的生态。如，安川、松下、三菱、欧姆龙、山羊等日系厂家均是此路线。另外，由于深厚的技术积累，日本也衍生出了专门的编码器供应商，如多摩川、尼康、三协等。
欧系伺服更加开放；一般伺服驱动器厂家，只做驱动器，将驱动器功能性能做到极致，可以匹配各家编码器，可以匹配各种电机，如高创、ABB、ACS、elmo、贝加莱、copley和科尔摩根等；编码器方面，则衍生出了极其专业的海德汉、雷尼绍、sick等国际品牌，专业做磁编的也有伯根、博斯特、巴鲁夫等；当然也有些厂家，提供整套伺服，如倍福、西门子、施耐德等巨头。欧系伺服，大家分工明确，各自完善自己的技术，每一家都有自己的看家本领；另外，也衍生出了一系列的配套产业，特别是在半导体技术的支撑下，像ICHAUS、AVAGO、AMS、英飞凌等，为编码器技术提供ASIC级整体解决方案，如专用的感应芯片、细分芯片和解码芯片等。

2.1 编码器定义

编码器（encoder）是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。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。

2.2 编码器分类

1 按码盘的刻孔方式不同分类

（1）增量型

就是每转过单位的角度就发出一个脉冲信号(也有发正余弦信号，然后对其进行细分，斩波出频率更高的脉冲)，通常为A相、B相、Z相输出，A相、B相为相互延迟1/4周期的脉冲输出，根据延迟关系可以区别正反转，而且通过取A相、B相的上升和下降沿可以进行2或4倍频；Z相为单圈脉冲，即每圈发出一个脉冲。

（2）绝对值型

就是对应一圈，每个基准的角度发出一个唯一与该角度对应二进制的数值，通过外部记圈器件可以进行多个位置的记录和测量。码道数越多精度越大。
如21位绝对值编码器。
在这里插入图片描述

（3）混合型

混合式绝对编码器，它输出两组信息，一组信息用于检测磁极位置，带有绝对信息功能；另一组则完全同增量式编码器的输出信息。

2 按信号的输出类型分为

电压输出、集电极开路输出、推拉互补输出和长线驱动输出。

3 以编码器机械安装形式分类

（1）有轴型：有轴型又可分为夹紧法兰型、同步法兰型和伺服安装型等。 [2]
（2）轴套型：轴套型又可分为半空型、全空型和大口径型等。

4 以编码器工作原理可分为

目前来看，磁电式编码器在精度上与光电编码器仍有较大差距，17位磁编，±3角分的精度，仅可以满足一些低端应用场合，无法代替光编。

光学编码器

使用具有光电传感器矩阵的专用ASIC，该光电传感器通过金属码盘后从LED接收红外光。该码盘由光盘上的不透明段和透明段组成。这种类型的编码器将提供非常精确的定位，并且对外部磁场不敏感。
在这里插入图片描述

磁编码器

磁性编码器是一种单芯片技术，可提供三个反馈通道并具有集成的RS422线路驱动器。使用霍尔传感器阵列来感应磁场。正弦/余弦信号被数字化并转换为ABZ增量信号。在紧凑的尺寸下，分辨率为每转1 – 1024行。
在这里插入图片描述
使用了提供正弦/余弦磁场测量的磁阻传感器。内插器将这些信号转换为2个方波输出。在紧凑的设计中，这提供了反馈通道，包括索引脉冲。它对温度不敏感，对不需要的外部场敏感度低。分辨率最高可达512行。
在这里插入图片描述