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光学式、磁式和电容式三种该如何选择?

光学式、磁式和电容式三种该如何选择?

  ,蕴涵工业自愿化配置和历程支配、呆板人本事、医疗配置、能源、航空航天等。行为将运动转换为电信号的器件,编码器可为工程师供给地位、速率、隔绝和对象等基础数据,用以优化所有体系的职能。

  光学式、磁式和电容式是可供工程师利用的三种紧要编码器本事。可是,要确定哪种本事最适合最终行使,还需求探究少许要素。为了助助工程师选型,本文将概述光学式、磁式和电容式三种编码器本事,而且略述种种本事的利弊衡量。

  众年来,光学编码器向来都是运动支配行使商场的热门拣选。它由LED光源(凡是是红外光源)和光电探测器构成,二者折柳位于编码器码盘两侧。码盘由塑料或玻璃制成,上面间隔摆列着一系列透光和不透光的线或槽。码盘扭转时,LED光道被码盘上间隔摆列的线或槽阻断,从而爆发两道楷模的方波A和B正交脉冲,可用于确定轴的扭转和速率。

  即使光学编码器行使平凡,但仍有几点缺陷。正在工业行使等众尘且邋遢的境况中,污染物会堆集正在码盘上,从而故障LED光透射到光学传感器。因为受污染的码盘可以会导致方波不连结或全体损失,因此极大地影响了光学编码器的牢靠性和精度。LED的利用寿命有限,最终总会烧坏,从而导致编码器滞碍。其余,玻璃或塑料码盘容易因振动或绝顶温度而损坏,因此局部了光学编码器正在阴毒境况行使中的实用边界;将其拼装到电机上不但耗时,况且受污染的危急更大。结果,若是光学编码器的区别率较高,则会耗费100mA以上的电流,进一步影响了它行使于搬动配置或电池供电配置。

  磁性编码器的构造与光学编码器好像,但它运用的是磁场,而非光束。磁性编码器利用磁性码盘代替带槽光电码盘,磁性码盘上带有间隔摆列的磁极,并正在一列霍尔效应传感器或磁阻传感器上扭转。码盘的任何转动城市使这些传感器爆发相应,而爆发的信号将传输至信号诊治前端电道以确定轴的地位。相较于光学编码器,磁性编码器的上风正在于更耐用、抗振和抗冲锋。况且,正在碰到尘埃、污垢和油渍等污染物的境况下,光学编码器的职能会大打扣头,磁性编码器却不受影响,以是格外适合阴毒境况行使。

  可是,电机(加倍是步进电机)爆发的电磁骚扰会对磁性编码器形成极大的影响,而且温度改观也会使其爆发地位漂移。其余,磁性编码器的区别率和精度相对较低,正在这方面远不足光学和电容式编码器。

  电容感想利用条状或线状纹道,一极位于固定元件上,另一极位于营谋元件上,以组成可变电容器,并装备成一对汲取器/发射器。转子上蚀刻了正弦波纹道,跟着电机轴的转动,这种纹道可爆发出格但可预测的信号。随后,该信号经由编码器的板载ASIC转换,以打算轴的地位和扭转对象。

  电容式编码器的事业道理与数字逛标卡尺无别,以是它所供给的处理计划制服了光学和磁性编码器的很众谬误。 结果声明,这种基于电容的本事具有高牢靠性、高精度的特质。 因为无需LED或视距,假使碰到会对光学编码器爆发晦气影响的境况污染物(如尘埃、污垢和油渍),电容式编码器也能到达预期的效益。 其余,比拟光学编码器利用的玻璃码盘,它更阻挡易受到振动和极高/极低温度的影响。 如前所述,由于电容式编码器不存正在LED烧坏的境况,因而利用寿命往往比光学编码器长。 以是,电容式编码器的封装尺寸更小,正在所有区别率边界内电流耗费更小,惟有6至18mA,这就使它更适合电池供电行使。 鉴于电容式本事的保守性、精度和区别率均比磁性编码器高,因此后者所面对的电磁骚扰和电气噪声对它的影响并不大。

  其余,正在精巧性和可编程性方面,电容式编码器的数字特质也能带来合节上风。由于光学或磁性编码器的区别率是由编码器码盘决策,因而需求其他区别率时,每次都要利用新的编码器,乃至于计划和制作历程的时候和本钱均会有所增进。然而,电容式编码用具有一系列可编程的区别率,为计划职员免除了每次需求新的区别率时就要更调编码器的烦杂,这不但省略了库存,况且简化了PID支配回道的微折衷体系优化。涉及BLDC电机换向时,电容式编码器允诺数字瞄准和索引脉冲配置,而这项职责看待光学编码器而言可以既重复、又耗时。内置的诊断功效使计划职员能够进一步拜望体系数据,用以优化体系或现场清除滞碍。

  正在很众运动支配行使中,温度、振动和境况污染物都是编码器务必应对的主要挑衅要素。结果声明,电容式编码器能够制服这些挑衅。与光学式或磁式本事比拟,它可为计划职员供给牢靠、精准且精巧的处理计划。其余,电容式编码器还增进了可编程性和诊断功效,这种数字特质使其更适合摩登物联网和工业物联网行使。

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