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绝对值编码器的信号输出有哪些?
发布时间:2019-04-22
发布者:
浏览次数:77次

       旋转编码器按信号输出形式分为绝对式编码器增量式编码器。绝对式光电编码器具有输出量可与PLC模块、ARM或FPGA等器件直接接口,无累计误差等优点,但价格高、制造工艺复杂,不宜实现小型化。绝对型编码器有两种类型,单圈和多圈。单圈绝对型编码器旋转一圈后自动回到零;多圈绝对型编码器旋转到编码器最大圈数、最大计数值自动回到零。绝对型编码器一般采用格雷码盘编码。格雷码(GrayCode)在任意两个相邻的数之间转换时,只有一个数位发生变化。以分辨率24四位二进制码盘为例。若绝对值编码器采用二进制8421码盘,如图1所示,两个顺序的编码之间有一位或一位以上二进制位置改变。例如:两个顺序的二进制码,从0111变到1000,二进制码的所有位都改变它们的状态。在改变状态的过渡时刻得到读数可能是错误的。即位置的同步和采样变得非常困难。

  四位二进制8421码盘

   而采用二进制格雷码盘,如图2所示,两个顺序的编码之间,从最后一位码到第一位码,只有一位二进制位置改变,这样使位置的同步和采样变得准确、简单、可行。关于自然二进制码与格雷码之间的换算关系可以参考相关文献。

  四位二进制格雷码码盘

  绝对值编码器信号输出一般有并行输出、串行输出、总线型输出、变送一体型输出。下面对其输出方式进行简单介绍。


  2.1 并行输出

  绝对值编码器输出的是多位数码(格雷码或纯二进制码),并行输出就是在接口上有多点高低电平输出,以代表数码的1或0,对于位数不高的绝对编码器,一般就直接以此形式输出数码,可直接进入PLC或上位机的I/O接口,输出即时,连接简单。但是并行输出有如下问题:

  ①必须是格雷码,因为如是纯二进制码,在数据刷新时可能有多位变化,读数会在短时间里造成错码。

  ②所有接口必须确保连接好,因为如有个别连接不良点,该点电位始终是0,造成错码而无法判断。

  ③传输距离不能远,一般在一两米,对于复杂环境,最好有隔离。

  ④对于位数较多,要许多芯电缆,并要确保连接优良,由此带来工程难度,同样,对于编码器,要同时有许多节点输出,增加编码器的故障损坏率。


  2.2 同步串行(SSI)输出

  串行输出就是通过约定,在时间上有先后的数据输出,其连接的物理形式有RS232、RS422(TTL)、RS485等。SSI接口如RS422模式,以两根数据线、两根时钟线连接,由接收设备向编码器发出中断的时钟脉冲,绝对位置值由编码器与时钟脉冲同步输出至接收设备。由接收设备发出时钟信号触发,编码器开始输出与时钟信号同步的串行信号。串行输出连接线少,传输距离远,提高了编码器的可靠性和保护。一般高位数的绝对编码器都是用串行输出的。


  2.3 现场总线型输出(异步串行)

  现场总线型编码器是多个编码器各以一对信号线连接在一起,通过设定地址,用通讯方式传输信号,信号的接收设备只需一个接口,就可以读多个编码器信号。

  总线型编码器信号遵循R S 4 8 5的物理格式,目前有多种通讯规约,各有优点,还未统一,编码器常用的通讯规约有如下几种:PROFIBUS-DP;CAN;DeviceNet等。

  总线型编码器可以节省连接线缆、接收设备接口,传输距离远,在多个编码器集中控制的情况下还可以大大节省成本。


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