磁编码器

    编码器安装方式分为：夹紧法兰、同步法兰、加紧带同步法兰、盲孔（弹簧片，抱紧）、通孔（弹簧片，键销）

    BE122SM58N-011K2R

    25mm,38mm,58mm

    机械方面：设备安装方式（出轴型、半空心型、通孔型等），外径，轴径，扭矩，出线方式，防护等级（工作环境如何），要求的机械转速等；、如果只是干扰源的问题使编码器无法应用，这个问题该如何判断：

    编码器属精密元件，这主要因为编码器周围干扰比较严重，比如：是否有大型电动机、电焊机频繁起动造成干扰，是否和动力线同一管道传输等,选择什么样的输出对抗干扰也很重要，一般输出带反向信号的抗干扰要好一些，即A+~A-,B+~B-,Z+~Z-，其特征是加上电源8根线，而不是5根线(共零)。带反向信号的在电缆中的传输是对称的，受干扰小，在接受设备中也可以再增加判断（例如接受设备的信号利用A、B信号90°相位差，读到电平10、11、01、00四种状态时，计为一有效脉冲，此方案可有效提高系统抗干扰性能（计数准确））。就是编码器也有好坏，其磁钢\电子芯片\内部电路\信号输出的差别很大，

    如果出现编码器信号不好的情况，请先按照以下步骤

    ①排除(搬离、关闭、隔离)干扰源，②判断是否为机械间隙累计误差，③判断是否为控制系统和编码器的电路接口不匹配（编码器选型错误）；①②③方法偿试后故障现象排除，则可初步判断，若未排除须进一步分析。

    判断是否为编码器自身故障的简单方法是排除法。现在我公司编码器已大规模生产，技术生产已成熟运用，产品故障率控制在千分之几。排除法的具体方法是：用一台相同型号的编码器替换上去，如果故障现象相同，可基本排除是编码器故障问题，因为两台编码器同时有故障的小概率事件发生可能很小，可以看作为0。假如换一台相同型号编码器上去，故障现象立刻排除，则可基本判定是编码器故障。

    电气方面：增量型或者值型，分辨率，电压，输出形式，响应频率等。

    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。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，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。

    编码器按照工作原理编码器可分为增量式和式两类，按照本身属性又可以分为光电编码器和磁电编码器。

    1、磁电式编码器和传统的光电编码器有什么不一样的地方：

    光电编码器是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并获得信号的一类传感器，主要用来测量位移或角度。

    传统的光电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，其热稳定性及精度可以达到普通标准、一般要求，但容易碎。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码盘差一个数量级。塑料码盘是经济型的，其成本低，精度和耐高温达不到高要求。

    而磁电式编码器采用磁电式设计，通过磁感应器件、利用磁场的变化来产生和提供转子的位置，利用磁器件代替了传统的码盘，弥补了光电编码器的这一些缺陷，更具抗震、耐腐蚀、耐污染、性能可靠高、结构更简单。

    光电编码器是通过在码盘上刻线来计算精度，所以精度越高，码盘就会越大，编码器体积越大，并且精度也不是连续的。磁电式编码器则没有这样的限制，可以做到体积很小，精度高，特别是值编码器要求精度高，更适合用磁电编码器。

    2、 磁电式增量编码器和磁电式值编码器：

    BEN编码器能够记忆设备的位置，角度和圈数。即一旦位置、角度和圈数固定，什么时候编码器的示值都固定，包括停电后上电。增量型编码器做不到这一点，一般增量型编码器输出两个A、B脉冲信号，和一个Z(L)零位信号，A、B脉冲互差90度相位角，通过脉冲计数可以知道位置，角度和圈数不断增加，通过A,B脉冲信号超前或滞后可以知道正反转，停电后，必须从约定的基准重新开始计数。增量型编码器测量位置，角度和圈数时，需要做后处理，重新投电要做“复零”操作，所以，虽然增量型编码器比型编码器在价格上便宜一些，但随着我国自动化程度的提高，值编码器必然会逐步取代增量编码器，还有因为磁电编码器技术特点的原因，成本以逐步接近增量编码器。

    3、MODBUS、CANopen、PROFIBUS的应用领域以及他们的区别：

    MODBUS、CANopen、PROFIBUS都是总线型的，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可以大大节省成本。

    以上三种类型编码器分别遵循MODBUS、CANopen、PROFIBUS的协议。他们的区别就是他们的区别是接口输出设备所遵循的协议不一样。

    国内已经成功研制出MODBUS、CANopen、PROFIBUS等总线型编码器，并通过实际证明完全可以替代欧美进口产品，并且在价格和货期上具有明显优势。

    4、值单圈和多圈磁电式旋转编码器：

    单圈式编码器，当转动超过360度时，编码又回到原点，这样就不符合编码的原则，这样的编码器只能用于旋转范围360度以内的测量，称为单圈式编码器。

    如果要测量旋转超过360度范围，就要用到多圈式编码器。

    国内运用钟表齿轮机械的原理，当中心齿轮旋转时，带动另一组齿轮（或多组齿轮），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，这样的编码器就称为多圈式编码器，它同样是由机械位置确定编码，每个位置编码不重复。

    多圈编码器另一个优点是由于测量范围大，实际使用往往富裕较多，这样在安装时不必要费劲找零点，将某一中间位置作为起始点就可以了，而大大简化了安装调试难度。

    多圈式编码器在长度定位方面的优势明显，已经越来越多地应用于工控定位中。