旋转编码器定位使用说明

充注小车、运载小车定位使用说明

定位原理：

旋转编码器定位与老式的旋转变压器一样，实际上是一个计数器。我们目前使用的OMRON旋转编码器每旋转一周，能精确地发出1024脉冲，PLC依据旋转编码器发出的脉冲进行计数，再乖以固定机械变比与旋转半径的系数，就可以得出脉冲与实际行走距离的线性对应关系。

PLC利用高速计数模块QD62D读取旋转编码器的值并进行数字化处理，可以将脉冲数值转换成实际的距离值如mm。

目前我们设备都是利用旋转编码器的原始值进行处理的，所有触模屏上的距离值均为脉冲值而非实际距离值，这样在处理数据时比较方便直观。

根据这一对应关系利用普通变频器控制一般的三相鼠笼电机就能实现精度在1毫米左右定位系统，可以在许多定位要求不高的控制领域使用。

使用方法：

依据上述原理，定位系统定位首先必须选择一个参考点，以这点作为基准点，其它所有设置点均为到这一点的相对距离。当基点信号取的不稳定或不好，就会影响整个定位过程。

旋转编码器由一个联轴器与一套齿轮机构组合成一套测量机构。由于齿轮与齿轮之间存在间隙，运行一段时间后就会有误差积累，造成定位不准，这时不要改变屏上设定数据，而是在运行机构运行一段时间后，让运行机构回到基点，进行一次清零，就可以消除积累误差。

旋转编码器定位机构的故障主要有定位不准、或运行数据无变化等等。

定位不准主要是由测量机构之间的间隙，联轴器、齿轮相对打滑。

一种定位不准就是干扰，现场已采用了一端接地的屏蔽等措施。出错时请严格检查测量线路（包抱QD62D联接器）有无断线、短路、屏蔽不严、模块供电电压不足等问题。

还有一种定位不准表现在：由于测量机构所能测量的最大频率不超过500KHz，因此对于变化速度太快脉冲系统不能及时测量，造成定位不准。因此系统要运行平稳，不能有速度突变。

磁旋转编码器常见问题

磁旋转编码器常见问题 常见问题：磁旋转编码器I C 一般性问题 Q1:芯片如果不能按预期工作，我需要进行哪些测试才能找出原因？ Q2:可以在不编程的情况下使用旋转编码器芯片吗？ Q3:如何知道上电之后角度数据何时有效？ Q4:启动时间是否会随温度而改变？ Q5:不同类型的输出可用于哪些应用？ Q6:我可以利用数字输出驱动大于4m A的电流，例如驱动一个10m A的L E D吗？Q7:为什么已存在下拉电阻还必须将P R O G连接到V S S？ Q8:对准模式下限制数值32是什么意思？ Q9:可以得到的最佳精度是多少？ Q10:可以得到优于0.1度的精度吗？ Q11地利微电子可以校准芯片以实现最佳的精度吗？ Q12:数据资料中显示的误差曲线对于所有产品都是一样的吗？ Q13:编码器的重复性是指什么？ Q14:重复性怎样随着温度改变？ Q15:C S n引脚可以永久地连接到V S S吗？ Q16:角度数据采样与C S n是同步的吗？ Q17:奥地利微电子可以提供预先编程的定制化编码器吗？ Q18:编码器可承受的振动水平怎样？ Q19:怎样降低A S5040/43/45的功耗？ 磁铁相关问题 Q20:推荐的磁铁水平偏离容差是多少？ Q21:如果不能将磁铁对准在推荐的容差内，会发生什么呢？ Q22:我可以将编码器I C安装在环形磁铁的周围吗？ Q23:怎样才能扩展磁铁的垂直间距？ Q24:如果在―绿色‖（适当）范围之外使用传感器会有什么后果？ Q25:哪些类型的磁铁可以和A S5035/40/43/45配合使用？ Q26:在旋转轴内安装磁铁的时候需要注意什么？ Q27:为什么在移除磁铁的时候不能触发C O F和L I N报警？ Q28:为什么即使移除磁铁时我仍可以得到随机的角度数据？ Q29:在什么磁场范围可以得到M a g I n c/-D e c、L I N和C O F报警信号？ Q30:如何分辨磁铁场强过弱（或丢失）与磁铁场强过强的情况？ Q31:要获得零位读数时，磁铁要处于哪一个缺省位置？ Q32:磁编码器是如何做到对于外部磁场不敏感的？ A S5035，A S5040，A S5045 磁旋转编码器产品系列常见问题 A S50000磁旋转编码器产品系列 常见问题 Q33:是否需要屏蔽传感器以避免外部磁场的影响？ Q34:B L D C电动机的强磁场转子磁铁会对编码器造成什么影响？ Q35:我可以将其它材料放置到磁铁和I C之间吗？

编码器使用与设置要点

从增量值编码器到绝对值编码器 旋转增量值编码器以转动时输出脉冲，通过计数设备来计算其位置，当编码器不动或停电时，依靠计数设备的内部记忆来记住位置。这样，当停电后，编码器不能有任何的移动，当来电工作时，编码器输出脉冲过程中，也不能有干扰而丢失脉冲，不然，计数设备计算并记忆的零点就会偏移，而且这种偏移的量是无从知道的，只有错误的生产结果出现后才能知道。 解决的方法是增加参考点，编码器每经过参考点，将参考位置修正进计数设备的记忆位置。在参考点以前，是不能保证位置的准确性的。为此，在工控中就有每次操作先找参考点，开机找零等方法。 这样的方法对有些工控项目比较麻烦，甚至不允许开机找零（开机后就要知道准确位置），于是就有了绝对编码器的出现。 绝对编码器光码盘上有许多道光通道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16线。。。。。。编排，这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码（格雷码），这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。 绝对编码器由机械位置决定的每个位置是唯一的，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。 从单圈绝对值编码器到多圈绝对值编码器 旋转单圈绝对值编码器，以转动中测量光电码盘各道刻线，以获取唯一的编码，当转动超过360度时，编码又回到原点，这样就不符合绝对编码唯一的原则，这样的编码只能用于旋转范围360度以内的测量，称为单圈绝对值编码器。 如果要测量旋转超过360度范围，就要用到多圈绝对值编码器。 编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理，当中心码盘旋转时，通过齿轮传动另一组码盘（或多组齿轮，多组码盘），在单圈编码的基础上再增加圈数的编码，以扩大编码器的测量范围，这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器，它同样是由机械位置确定编码，每个位置编码唯一不重复，而无需记忆。

旋转编码器详解

增量式编码器的A.B.Z 编码器A、B、Z相及其关系

TTL编码器A相，B相信号，Z相信号,U相信号，V相信号，W相信号，分别有什么关系？ 对于这个问题的回答我们从以下几个方面说明： 编码器只有A相、B相、Z相信号的概念。 所谓U相、V相、W相是指的电机的主电源的三相交流供电，与编码器没有任何关系。“A相、B相、Z相”与“U相、V相、W相”是完全没有什么关系的两种概念，前者是编码器的通道输出信号；后者是交流电机的三 相主回路供电。 而编码器的A相、B相、Z相信号中，A、B两个通道的信号一般是正交（即互差90°）脉冲信号；而Z相是零脉冲信号。详细来说，就是——一般编码器输出信号除A、B两相（A、B两通道的信号序列相位差为90度）外，每转一圈还输出一个零位脉冲Z。 当主轴以顺时针方向旋转时，输出脉冲A通道信号位于B通道之前；当主轴逆时针旋转时，A通道信号则位于B通道之后。从而由此判断主轴是正转还是反转。 另外，编码器每旋转一周发一个脉冲，称之为零位脉冲或标识脉冲（即Z相信号），零位脉冲用于决定零位置或标识位置。要准确测量零位脉冲，不论旋转方向，零位脉冲均被作为两个通道的高位组合输出。由于通道之间的相位差的存在，零位脉冲仅为脉冲长度的一半。 带U、V、W相的编码器，应该是伺服电机编码器 A、B相是两列脉冲，或正弦波、或方波，两者的相位相差90度，因此既可以测量转速，还可以测量电机的旋转方向Z相是参考脉冲，每转一圈输出一个脉冲，脉冲宽度往往只占1/4周期，其作用是编码器自我校正用的，使得编码器在断电或丢失脉冲的 时候也能正常使用。 ABZ是编码器的位置信号，UVW是电机的磁极信号，一般用于同步电机； AB对于TTL/HTL编码器来说，AB相根据编码器的细分度不同，每圈有很多个，但Z相每圈只有一个； UVW磁极信号之间相位差是120度，随着编码器的角度转动而转动，与ABZ 之间可以说没有直接关系。 /#############################################################

旋转编码器工作原理

增量式旋转编码器工作原理 增量式旋转编码器通过内部两个光敏接受管转化其角度码盘的时序和相位关系，得到其角度码盘角度位移量增加（正方向）或减少（负方向）。在接合数字电路特别是单片机后，增量式旋转编码器在角度测量和角速度测量较绝对式旋转编码器更具有廉价和简易的优势。 下面对增量式旋转编码器的内部工作原理（附图） A,B两点对应两个光敏接受管，A,B两点间距为 S2 ,角度码盘的光栅间距分别为S0和S1。 当角度码盘以某个速度匀速转动时，那么可知输出波形图中的S0：S1：S2比值与实际图的S0：S1：S2比值相同，同理角度码盘以其他的速度匀速转动时，输出波形图中的S0：S1：S2比值与实际图的S0：S1：S2比值仍相同。如果角度码盘做变速运动，把它看成为多个运动周期（在下面定义）的组合，那么每个运动周期中输出波形图中的S0：S1：S2比值与实际图的S0：S1：S2比值仍相同。 通过输出波形图可知每个运动周期的时序为 A B 1 1 0 1 0 0 1 0 A B 1 1 1 0 0 0 0 1 我们把当前的A,B输出值保存起来，与下一个A,B输出值做比较，就可以轻易的得出角度码盘的运动方向， 如果光栅格S0等于S1时，也就是S0和S1弧度夹角相同，且S2等于S0的1/2，那么可得到此次角度码盘运动位移角度为S0弧度夹角的1/2，除以所消毫的时间，就得到此次角度码盘运动位移角速度。

S0等于S1时，且S2等于S0的1/2时，1/4个运动周期就可以得到运动方向位和位移角度，如果S0不等于S1，S2不等于S0的1/2，那么要1个运动周期才可以得到运动方向位和位移角度了。 旋转编码器只有增量型和绝对值型两种吗?这两种旋转编码器如何区分?工作原理有何不同? 只有增量型和绝对型 增量型只是测角位移(间接为角速度)增量,以前一时刻为基点.而绝对型测从开始工作后角位移量. 增量型测小角度准,大角度有累积误差 绝对型测小角度相对不准,但大角度无累积误差 旋转编码器是用来测量转速的装置。它分为单路输出和双路输出两种。技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组相位差90度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。 编码器的原理: 编码器的原理与应用 编码器是一种将角位移转换成一连串电数字脉冲的旋转式传感器，这些脉冲能用来控制角位移，如果编码器与齿条或螺旋杆结合在一起，也可于控制直线位移。 编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。读数系统是基于径向分度盘的旋转，该分度盘是由交替的透光窗口和不透光窗口构成的。此系统全部用一个红外光源垂直照射，这样光就把盘子和图像投射到接收器表面上，该接收器覆盖着一层光栅，称为准直仪，它具有和光盘相同的窗口。接收器的工作是感受光盘转动所产生的光变化，然后将光变化转换成相应的电变化。 增量型编码器 增量型编码器一般给出两种方波，它们的相位差90度，通常称为通道A和通道B。只有一个通道的读数给出与转速有关的信息，与此同时，通过所取得的第二通道信号与第一通道信号进行顺序对比的基础上，得到旋转方向的信号。还有一个可利用的信号称为Z通道或零通道，该通道给出编码器轴的绝对零位。此信号是一个方波，其相位与A通道在同一中心线上，宽度与A通道相同。 增量型编码器精度取决于机械和电气的因素，这些因素有：光栅分度误差、光盘偏心、轴承偏心、电子读数装置引入的误差以及光学部分的不精确性，误差存在于任何编码器中。 编码器如以信号原理来分，有增量型编码器，绝对型编码器。增量型编码器(旋转型) 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。

AS5048A-HTSP 14位绝对式旋转编码器IC

General Description The AS5048 is an easy to use 360° angle position sensor with a 14-bit high resolution output. The maximum system accuracy is 0.05° assuming linearization and averaging is done by the external microcontroller. The IC measures the absolute position of the magnet’s rotation angle and consists of Hall sensors, analog digital converter and digital signal processing. The zero position can be programmed via SPI or I2C command. Therefore no programmer is needed anymore. This simplifies the assembly of the complete system because the zero position of the magnet does not need to be mechanically aligned. This helps developers to shorten their developing time. The sensor tolerates misalignment, air gap variations, temperature variations and as well external magnetic fields. This robustness and wide temperature range (-40°C up to +150°C) of the AS5048 makes the IC ideal for rotation angle sensing in harsh industrial and medical environments. Several AS5048 ICs can be connected in daisy chain for serial data read out. The absolute position information of the magnet is directly accessible over a PWM output and can be read out over a standard SPI or a high speed I2C interface. Version AS5048A comes with SPI and PWM Interface. Version AS5048B is configured with the I2C interface and has also a PWM output. An internal voltage regulator allows the AS5048 to operate at either 3.3 V or 5 V supplies. Key Features & Benefits ? 360° contactless angle position sensor ? Standard SPI or high speed I2C interface and PWM ? Simple programmable zero position via SPI or I2C command ? No programmer needed ? 14-bit full scale resolution 0.0219°/LSB ? Angle accuracy 0.05°after system linearization and averaging ? Daisy chain capability ? Tolerant to air gap variations magnetic field input range: 30mT – 70mT ? -40°C to +150°C ambient temperature range ? 3.3V / 5V compliant ? 14-pin TSSOP package (5x6.4mm) Applications ? Robotic joint position detection ? Industrial motor position control ? Medical robots and fitness equipment Block Diagram

各种编码器的调零方法

各种编码器的调零方法 增量式编码器的相位对齐方式 增量式编码器的输出信号为方波信号，又可以分为带换相信号的增量式编码器和普通的增量式编码器，普通的增量式编码器具备两相正交方波脉冲输出信号A和B，以及零位信号Z；带换相信号的增量式编码器除具备ABZ输出信号外，还具备互差120度的电子换相信号UVW，UVW各自的每转周期数与电机转子的磁极对数一致。带换相信号的增量式编码器的UVW电子换相信号的相位与转子磁极相位，或曰电角度相位之间的对齐方法如下： 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置； 2.用示波器观察编码器的U相信号和Z信号； 3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置； 4.一边调整，一边观察编码器U相信号跳变沿，和Z信号，直到Z信号稳定在高电平上（在此默认Z信号的常态为低电平），锁定编码器与电机的相对位置关系； 5.来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，Z信号都能稳定在高电平上，则对齐有效。 撤掉直流电源后，验证如下： 1.用示波器观察编码器的U相信号和电机的UV线反电势波形； 2.转动电机轴，编码器的U相信号上升沿与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合，编码器的Z信号也出现在这个过零点上。 上述验证方法，也可以用作对齐方法。 需要注意的是，此时增量式编码器的U相信号的相位零点即与电机UV线反电势的相位零点对齐，由于电机的U相反电势，与UV线反电势之间相差30度，因而这样对齐后，增量式编码器的U相信号的相位零点与电机U相反电势的-30度相位点对齐，而电机电角度相位与U相反电势波形的相位一致，所以此时增量式编码器的U相信号的相位零点与电机电角度相位的-30度点对齐。 将编码器的U相信号零点与电机电角度的零点直接对齐，为达到此目的，可以： 1.用3个阻值相等的电阻接成星型，然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的UVW三相绕组引线； 2.以示波器观察电机U相输入与星型电阻的中点，就可以近似得到电机的U相反电势波形； 3.依据操作的方便程度，调整编码器转轴与电机轴的相对位置，或者编码器外壳与电机外壳的相对位置； 4.一边调整，一边观察编码器的U相信号上升沿和电机U相反电势波形由低到高的过零点，最终使上升沿和过零点重合，锁定编码器与电机的相对位置关系，完成对齐。 由于普通增量式编码器不具备UVW相位信息，而Z信号也只能反映一圈内的一个点位，不具备直接的相位对齐潜力，因而不作讨论。 绝对式编码器的相位对齐方式 绝对式编码器的相位对齐对于单圈和多圈而言，差别不大，其实都是在一圈内对齐编码器的检测相位与电机电角度的相位。早期的绝对式编码器会以单独的引脚给出单圈相位的最高位的电平，利用此电平的0和1的翻转，也可以实现编码器和电机的相位对齐，方法如下：1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置； 2.用示波器观察绝对编码器的最高计数位电平信号；

案例五旋转编码器的安装与应用

案例五旋转编码器的安装与应用 1．项目训练目的 掌握旋转编码器的安装与使用方法。 2．项目训练设备 旋转编码器及相应耦合器一套。 3．项目训练内容 先熟悉旋转编码器的使用说明书。 (1)旋转编码的安装步骤及注意事项 ①安装步骤： 第一步：把耦合器穿到轴上。不要用螺钉固定耦合器和轴。 第二步：固定旋转编码器。编码器的轴与耦合器连接时，插入量不能超过下列值。 E69-C04B型耦合器，插入量 5.2mm；E69-C06B型耦合器，插人量 5.5mm；E69-Cl0B型耦合器，插入量7.lmm。 第三步：固定耦合器。紧固力矩不能超过下列值。E69-C04B型耦合器，紧固力矩2.0kfg?cm；E69-C06B型耦合器，紧固力矩 2.5kgf?cm；E69B-Cl0B型耦合器，紧固力矩4.5kfg?cm。 第四步：连接电源输出线。配线时必须关断电源。 第五步：检查电源投入使用。 ②注意事项: 采用标准耦合器时，应在允许值内安装。如图5-1所示。 图5-1 标准耦合器安装 连接带及齿轮结合时，先用别的轴承支住，再将旋转编码器和耦合器结合起来。如图 5-2所示。 图5-2 旋转编码器安装 齿轮连接时，注意勿使轴受到过大荷重。 用螺钉紧固旋转编码器时，应用5kfg?cm左右的紧固力矩。 固定本体进行配线时，不要用大于3kg的力量拉线。 可逆旋转使用时，应注意本体的安装方向和加减法方向。 把设置的装置原点和编码器的Z相对准时，必须边确定Z相输出边安装耦合器。 使用时勿使本体上粘水滴和油污。如浸入内部会产生故障。 (2)配线及连接

①配线应在电源0FF状态下进行。电源接通时，若输出线接触电源线，则有时会损坏输出回路。 ②若配线错误，则有时会损坏内部回路，所以配线时应充分注意电源的极性等。 ③若和高压线、动力线并行配线，则有时会受到感应造成误动作或损坏。 ④延长电线时，应在10m以下。还由于电线的分布容量，波形的上升、下降时间会延长，所以有问题时，应采用施密特回路等对波形进行整形。 还有为了避免感应噪声等，也要尽量用最短距离配线。集成电路输人时，要特别注意。 ⑤电线延长时，因导体电阻及线间电容的影响。波形的上升、下降时间变长，容易产 生信号间的干扰(串音)，因此应使用电阻小、线间电容低的电线(双绞线、屏蔽线)。

旋转编码器定位使用说明

充注小车、运载小车定位使用说明 定位原理： 旋转编码器定位与老式的旋转变压器一样，实际上是一个计数器。我们目前使用的OMRON旋转编码器每旋转一周，能精确地发出1024脉冲，PLC依据旋转编码器发出的脉冲进行计数，再乖以固定机械变比与旋转半径的系数，就可以得出脉冲与实际行走距离的线性对应关系。 PLC利用高速计数模块QD62D读取旋转编码器的值并进行数字化处理，可以将脉冲数值转换成实际的距离值如mm。 目前我们设备都是利用旋转编码器的原始值进行处理的，所有触模屏上的距离值均为脉冲值而非实际距离值，这样在处理数据时比较方便直观。 根据这一对应关系利用普通变频器控制一般的三相鼠笼电机就能实现精度在1毫米左右定位系统，可以在许多定位要求不高的控制领域使用。 使用方法： 依据上述原理，定位系统定位首先必须选择一个参考点，以这点作为基准点，其它所有设置点均为到这一点的相对距离。当基点信号取的不稳定或不好，就会影响整个定位过程。 旋转编码器由一个联轴器与一套齿轮机构组合成一套测量机构。由于齿轮与齿轮之间存在间隙，运行一段时间后就会有误差积累，造成定位不准，这时不要改变屏上设定数据，而是在运行机构运行一段时间后，让运行机构回到基点，进行一次清零，就可以消除积累误差。 旋转编码器定位机构的故障主要有定位不准、或运行数据无变化等等。 定位不准主要是由测量机构之间的间隙，联轴器、齿轮相对打滑。 一种定位不准就是干扰，现场已采用了一端接地的屏蔽等措施。出错时请严格检查测量线路（包抱QD62D联接器）有无断线、短路、屏蔽不严、模块供电电压不足等问题。 还有一种定位不准表现在：由于测量机构所能测量的最大频率不超过500KHz，因此对于变化速度太快脉冲系统不能及时测量，造成定位不准。因此系统要运行平稳，不能有速度突变。

磁旋转编码器(圆磁栅)为铁路安全计划作出贡献

磁旋转编码器（圆磁栅）为铁路安全计划作出贡献 Sperry Rail公司的手杖式轨道裂纹扫描仪采用Renishaw关联公司RLS d.o.o开发的非接触磁编码器，帮助确定轨道裂隙的位置—这是旨在防止轨道缺陷造成撞车事故的长期预防性维护计划的一部分。采用编码器，因其具有优异的总体性能特征，包括分辨率、功耗、重量、尺寸和输入/输出配置，而且可以帮助记录可追踪数据。 Network Rail公司负责管理英国数千英里的铁路，随着铁路乘客的不断增长，该公司已开始实施一项长期预防性维护计划。 协助Network Rail公司探查并监测轨道裂隙的是总部设在英国的Sperry Rail International公司。该公司在其新型手杖式轨道裂纹扫描仪中安装了RE22磁旋转编码器，用来帮助在轨道出现故障之前就确定缺陷的准确位置，做到防患于未然。 轨道裂纹的源头 Sperry公司现场服务经理George Dodd说：“轨道裂纹通常由两个原因造成，一是生产过程中轨道存在的固有缺陷，二是过往铁路机车车辆对铁轨造成的损坏。” Dodd说，螺栓孔和其它配件也可能成为应力性裂纹的关键原因，但裂纹是如何扩散的，并没有明显的模式。它们取决于诸多因素，包括交通流量、车辆载重以及极端天气。他还说：“裂纹通常与车辆的正常运行方向形成20度角，但双向线路在两个方向都会出现裂纹。” 测试装置 测试轨道的最常用装置是一种超声工具，它可以探测轨头、轨腰、轨底存在的缺陷。步行式操作装置的标准裂纹检测方法称为A型扫描，超声反射显示在屏幕上。 使用B型扫描裂纹探测器 (BSFD) 时，接收的信号以另外一种形式显示在屏幕上，但也可以被采集并存储在一个文件中，用于日后分析和检验。 BSFD可以存储多个数据集。 Sperry装置的优势 Sperry手杖式轨道裂纹扫描仪是一种步行式检测工具，操作员推着该装置沿铁路线行进，可以A型扫描或B型扫描模式作业。 Dodd说：“我们的手杖式轨道裂纹扫描仪有一个辊子搜索装置，还有9个传感器可从预定角度将声波投射到轨道中，继而从裂纹缺陷上产生反射。” 用于轨道检测的“手杖”有各种形式，问世已经25年有余。 Sperry装置与众不同，它采用含有液体的聚亚安酯轮胎,与固定的非接触式探头集成一体。 Dodd说：“有一个‘零度’探头与轨底垂直，还有几个探头与路轨呈37度折射角，这些探头可以探测轨腰和轨底中的缺陷。” RSU轮胎沿着路轨在薄薄的一层水和防冻剂上滚动，排出所有空气，并将声波清晰地传递到轨道中，然后再传出声波。 集团系统总监Graham Dale说：“Sperry的手杖式轨道裂纹扫描仪可对轨头、轨头、轨腰和轨脚进行检测。它利用Renishaw RE22磁旋转编码器测量行程。我们以前开发的手杖式轨道裂纹扫描仪采用的是其它厂商的编码器，这是我们首次采用Renishaw的编码器。

伺服电机旋转编码器旋变安装

伺服电机旋转编码器安装 一．伺服电机转子反馈的检测相位与转子磁极相位的对齐方式 1.永磁交流伺服电机的编码器相位为何要与转子磁极相位对齐 其唯一目的就是要达成矢量控制的目标，使d轴励磁分量和q轴出力分量解耦，令永磁交流伺服电机定子绕组产生的电磁场始终正交于转子永磁场，从而获得最佳的出力效果，即“类直流特性”，这种控制方法也被称为磁场定向控制（FOC），达成FOC控制目标的外在表现就是永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致，如下图所示： 图1 因此反推可知，只要想办法令永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致，就可以达成FOC控制目标，使永磁交流伺服电机的初级电磁场与磁极永磁场正交，即波形间互差90度电角度，如下图所示： 图2 如何想办法使永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致呢？由图1可知，只要能够随时检测到正弦型反电势波形的电角度相位，然后就可以相对容易地根据电角度相位生成与反电势波形一致的正弦型相电流波形了。 在此需要明示的是，永磁交流伺服电机的所谓电角度就是a相（U相）相反电势波形的正弦（Sin）相位，因此相位对齐就可以转化为编码器相位与反电势波形相位的对齐关系；另一方面，电角度也是转子坐标系的d轴（直轴）与定子坐标系的a轴（U轴）或α轴之间的夹角，这一点有助于图形化分析。 在实际操作中，欧美厂商习惯于采用给电机的绕组通以小于额定电流的直流电流使电机转子定向的方法来对齐编码器和转子磁极的相位。当电机的绕组通入小于额定电流的直流电流时，在无外力条件下，初级电磁场与磁极永磁场相互作用，会相互吸引并定位至互差0度相位的平衡位置上，如下图所示：

12位可编程磁旋转编码器

AS5145/AS5145A/AS5145B 12-Bit Programmable Magnetic Rotary Encoder D a t a S h e e t 1 General Description The AS5145 is a contact less magnetic rotary encoder for accurate angular measurement over a full turn of 360 degrees. It is a system-on-chip, combining integrated Hall elements, analog front end and digital signal processing in a single device. To measure the angle, only a simple two-pole magnet, rotating over the center of the chip, is required. The magnet may be placed above or below the IC. The absolute angle measurement provides instant indication of the magnet’s angular position with a resolution of 0.0879o = 4096 positions per revolution. This digital data is available as a serial bit stream and as a PWM signal. An internal voltage regulator allows the AS5145 to operate at either 3.3V or 5V supplies. 2 Key Features Contact less high resolution rotational position encoding over a full turn of 360 degrees Two digital 12 bit absolute outputs: -Serial interface -Pulse width modulated (PWM) output Figure 1. AS5145 Automotive Rotary Encoder IC Three incremental outputs Quadrature A/B (10 or 12 bit) and Index output signal (pre-programmed versions available AS5145A for 10 bit and AS5145B for 12 bit) User programmable zero position Failure detection mode for magnet placement, monitoring, and loss of power supply Red-Yellow-Green indicators display placement of magnet in Z-axis Serial read-out of multiple interconnected AS5145 devices using Daisy Chain mode Tolerant to magnet misalignment and gap variations Wide temperature range: - 40oC to +150oC Fully automotive qualified to AEC-Q100, grade 0 Small Pb-free package: SSOP 16 (5.3mm x 6.2mm) 3 Applications The device is ideal for industrial applications like contactless rotary position sensing and robotics; automotive applications like steering wheel position sensing, transmission gearbox encoder, head light position control, torque sensing, valve position sensing and replacement of high end potentiometers. Hall Array & Front end Amplifier PWM Interface DSP OTP Register MagINCn DO CSn CLK PDIO Sin Cos Mag Ang MagDECn PWM Absolute Interface (SSI) V DD5V Incremental Interface DTEST1_A DTEST2_B LDO 3.3V V DD3V3 Mux Mode_Index AS5145

POSITAL编码器说明书

P O S I T A L编码器说明书 Prepared on 24 November 2020

POSITAL编码器资料 FRABA 编码器 德国博思特POSITAL编码器、POSITAL工业编码器、POSITAL倾角仪，POSITAL传感器、POSITAL线性传感器，POSITAL绝对值编码器、POSITAL旋转编码器等。 编码器行业领导者上海精芬德国博思特POSITAL编码器、POSITAL工业编码器、POSITAL倾角仪，POSITAL 传感器、POSITAL线性传感器，POSITAL绝对值编码器、POSITAL旋转编码器等，如需询价或详细信息，方案选型与精芬联系。德国POSITAL公司成立于1918年，致力于高端机电产品的研发及生产，是欧洲绝对值编码器产品的领跑者。该公司产品广泛应用于冶金、汽车制造、水利、物流、机械制造、木材加工、造船等行业。 以下021列举部分型号：OCD-S200G-1412-B15S-PRL、OCD-S200G-1212-B150-PRL、OCD-S200G-1212-B15S-CRW、OCD-S200G-1213-B150-CAW、OCD-S200B-1213-SA1C-CRS-150、OCD-S200G-1416-S060-PRL、OCD-S200G-1213-B15C-CAS-182、OCD-S200G-1416- S100-CAW、OCD-S200G-1212-C100-PRL、OCD-S200G-1412-B150-PRL、OCD-S100G-1212-B150-PAL、OCD-

S100G-0012-C100-PRL、OCD-S100G-1212-C10S-CRW-5m、OCD-S100G-1212-S100-PRL、OCD-S100G-1212- B15V-CAW-5m、OCD-S100G-0013-S100-PRL、OCD- S100G-1212-S10S-PRL、OCD-S100G-0016-S10S-PAL、OCD-S100B-1212-C10S-PRL、OCD-S100G-1416-C100-PRL、OCD-S100G-1213-C100-PA9、OCD-S100G-1213-C100-PAL、OCD-S100G-1212-S060-PRL-050、OCD- S100G-1212-B150-PRL、OCD-S100G-1213-C100-PRL、OCD-S100B-0016-B15S-CRW-136、OCD-S100G-1212-C100-PRL、OCD-S100G-1212-C100-CRW、OCD-S100G-1212-S060-PAL、OCD-S100B-0016-S060-PAL-135、OCD-S100G-0013-C100-PAL OCD-S100G-1213-T120-PRL、OCD-S100B-1212-S060-CRW、OCD-S100G-0016-T12C-CRW-163、OCD-S100G-1416-C10V-CAW-5m、OCD-S100G-1216-S10S-PRL、OCD-S100G-0016-T120-CRW、OCD-S100B-1212-C100-PRL、OCD-S100B-1212-B15V-CAW-5m、OCD-S100G-1212-B15S-PAL、OCD-S100B-0016-C100-CAW-5m、OCD-S100G-1212-C10S-PRL、OCD-S100B-0016-T120-CRW、OCD-S100G-1213-S10S-PRL、OCD-S100B-1213-C10S-PRL、OCD-S100G-0013-S060-PRL、OCD-S100B-0016-T120-PRL、OCD-SL00G-1213-SA1C-CRS-159、OCD-S100B-0016-B150-CRW、

旋转编码器工作方式图解

旋转编码器 旋转编码器是由光栅盘（又叫分度码盘）和光电检测装置（又叫接收器）组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光栅盘与电机同轴，电机旋转时，光栅盘与电机同速旋转，发光二极管垂直照射光栅盘，把光栅盘图像投射到由光敏元件构成的光电检测装置（接收器）上，光栅盘转动所产生的光变化经转换后以相应的脉冲信号的变化输出。 编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料等。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，其热稳定性也比玻璃的差一个数量级。塑料码盘成本低廉，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。 编码器以信号原理来分，有增量式编码器（SPC）和绝对式编码器（APC），顾名思义，绝对式编码器可以记录编码器在一个绝对坐标系上的位置，而增量式编码器可以输出编码器从预定义的起始位置发生的增量变化。增量式编码器需要使用额外的电子设备（通常是PLC、计数器或变频器）以进行脉冲计数，并将脉冲数据转换为速度或运动数据，而绝对式编码器可产生能够识别绝对位置的数字信号。综上所述，增量式编码器通常更适用于低性能的简单应用，而绝对式编码器则是更为复杂的关键应用的最佳选择--这些应用具有更高的速度和位置控制要求。输出类型取决于具体应用。 一：增量式旋转编码器工作原理 增量式旋转编码器通过两个光敏接收管来转化角度码盘的时序和相位关系，得到角度码盘角度位移量的增加（正方向）或减少（负方向）。

增量式旋转编码器的工作原理如下图所示。 图中A、B两点的间距为S2，分别对应两个光敏接收管，角度码盘的光栅间距分别为S0和S1。 当角度码盘匀速转动时，可知输出波形图中的S0：S1：S2比值与实际图的S0：S1：S2比值相同，同理，当角度码盘变速转动时，输出波形图中的S0：S1：S2比值与实际图的S0：S1：S2比值仍相同。 通过输出波形图可知每个运动周期的时序为： 我们把当前的A、B输出值保存起来，与下一个到来的A、B输出值做比较，就可以得出角度码盘转动的方向， 如果光栅格S0等于S1时，也就是S0和S1弧度夹角相同，且S2等于S0的1/2，那么可得到此次角度码盘运动位移角度为S0弧度夹角的1/2，再除以所用的时间，就得到此次角度码盘运动的角速度。 S0等于S1时，且S2等于S0的1/2时，1/4个运动周期就可以得到运动方向位和位移角度，如果S0不等于S1，S2不等于S0的1/2，那么要1个运动周期才可以得到运动方向位和位移角度了。

磁性编码器构成及原理

磁性编码器构成及原理 磁性编码器主要部分由磁阻传感器、磁鼓、信号处理电路组成。将磁鼓刻录成等间距的小磁极，磁极被磁化后，旋转时产生周期分布的空间漏磁场。磁传感器探头通过磁电阻效应将变化着的磁场信号转化为电阻阻值的变化，在外加电势的作用下，变化的电阻值转化成电压的变化，经过后续信号处理电路的处理，模拟的电压信号转化成计算机可以识别的数字信号，实现磁旋转编码器的编码功能。 磁鼓充磁的目的是使磁鼓上的一个个小磁极被磁化，这样在磁鼓随着电动机旋转时，磁鼓能产生周期变化的空间漏磁，作用于磁电阻之上，实现编码功能。磁鼓磁极的个数决定着编码器的分辨率，磁鼓磁极的均匀性和剩磁强弱是决定编码器结构和输出信号质量的重要参数。下图：磁鼓表面的磁极分布

磁阻传感器是磁阻敏感元件做成，磁阻器件可以分为半导体磁阻器件和强磁性磁阻器件。为了提高信号采样的灵敏度，同时考虑到差动结构对敏感元件温度特性的补偿效应，一般在充磁间距λ内，刻蚀2个位相差为丌／2的条纹，构成半桥串联网络。如下图： 同时，为了提高编码器的分辨率，可以在磁头上并列多个磁阻敏感元件，在加电压的情况下，磁阻元件通过磁鼓旋转输出相应正弦波。其原理可简单解释：磁鼓产生NS的磁场作圆周运动,磁阻元件做成的传感器随磁场变化电阻也随之变化，并感测出SinA，SinB 两个电压波形。磁阻传感器的构造如图，由8个磁阻分为两组相距1/4 NS间距。在Mr1，Mr2与Mr3，Mr4的接点处可检出Sin电压波形，同样原理在Mr1‘，Mr2‘与Mr3‘，Mr4‘的接点处可检出SinB电压波

形。 磁阻元件构成的磁阻传感器等效图 从磁阻传感器输出的两路波形 信号处理电路：SinA，SinB 信号到达信号处理电路后，为了能在cpu 取样的范围内，需对波形进行调整。首先AB相信号需先做DC电压准位调整，使AB相信号直流准位位于DSP A/D取样电压范围的中点，且振幅不超过取样电压范围，AB相信号再经过模拟滤波器及数字滤波器，将高频及谐波滤除后，通过DSP高速运算能力实时地将计算出位置和速度；另外还有一种处理方法是将SinA、SinB 信号直接通过信号处理电路转换成方波后再进DSP。后者可能软件处理起来更方便一些。

旋转编码器调整方法

四：旋转编码器的调整 增量式编码器的相位对齐方式 在此讨论中，增量式编码器的输出信号为方波信号，又可以分为带换相信号的增量式编码器和普通的增量式编码器，普通的增量式编码器具备两相正交方波脉冲输出信号A和B，以及零位信号Z；带换相信号的增量式编码器除具备A/B/Z 输出信号外，还具备互差120度的电子换相信号U/V/W，U/V/W各自的每转周期数与电机转子的磁极对数一致。带换相信号的增量式编码器的U/V/W电子换相信号的相位与转子磁极相位，或曰电角度相位之间的对齐方法如下： 1.用一个直流电源给电机的U/V绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置. 2.用示波器观察编码器的U相信号和Z信号. 3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置. 4.一边调整，一边观察编码器U和Z相信号跳变沿，直到Z信号稳定在高电平上（在此默认Z信号的常态为低电平），锁定编码器与电机的相对位置关系。 5.来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，Z信号都能稳定在高电平上，则对齐有效。 撤掉直流电源后，验证如下： 1.用示波器观察编码器的U相信号和电机的U/V线反电势波形。 2.转动电机轴，编码器的U相信号上升沿与电机的U/V线反电势波形由低到高的过零点重合，编码器的Z信号也出现在这个过零点上。 上述验证方法，也可以用作对齐方法。 需要注意的是，此时增量式编码器的U相信号的相位零点即与电机UV线反电势的相位零点对齐，由于电机的U相反电势，与UV线反电势之间相差30度，因而这样对齐后，增量式编码器的U相信号的相位零点与电机U相反电势的-30度相位点对齐，而电机电角度相位与U相反电势波形的相位一致，所以此时增量式编码器的U相信号的相位零点与电机电角度相位的-30度点对齐。 有些伺服企业习惯于将编码器的U相信号零点与电机电角度的零点直接对齐，为达到此目的，可以： 1.用3个阻值相等的电阻接成星型，然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的UVW三相绕组引线； 2.以示波器观察电机U相输入与星型电阻的中点，就可以近似得到电机的U相反电势波形。 3.依据操作的方便程度，调整编码器转轴与电机轴的相对位置，或者编码器外壳与电机外壳的相对位置。 4.一边调整，一边观察编码器的U相信号上升沿和电机U相反电势波形由低到高的过零点，最终使上升沿和过零点重合，锁定编码器与电机的相对位置关系，完成对齐。 由于普通增量式编码器不具备U/V/W相位信息，而Z信号也只能反映一圈内的一个点位，不具备直接的相位对齐潜力，因而不作为本讨论的话题。 绝对式编码器的相位对齐方式 绝对式编码器的相位对齐对于单圈和多圈而言，差别不大，其实都是在一圈内对齐编码器的检测相位与电机电角度的相位。早期的绝对式编码器会以单独的引脚给出单圈相位的最高位的电平，利用此电平的0和1的翻转，也可以实现编码器和电机的相位对齐，方法如下：