增量编码器概述

工作原理

增量编码器是一种将旋转位移转换成一连串数字脉冲信号的旋转式传感器。这些脉冲用来控制角位移，如果编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起，也可以用来测量直线位移。旋转时产生的电信号可由下列装置进行处理：数控装置（CNC）、可编程逻辑控制器（PLC）、控制系列等。这些传感器主要应用于机床、机器人、电机反馈系统以及测量和控制装置。在Eltra编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。读数系统以由交替的透光窗口和不透光窗口构成的径向分度盘的旋转为依据，同时被一个红外光源垂直照射，光把码盘的图像投射到接收器表面上。接书器覆盖着一层衍射光栅，它具有和光盘相同的窗口宽度。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。再使低电平信号上升到较高电平，并产生没有任何干扰的方形脉冲，这就必须用电子电路来处理。读数系统通常采用差分方式，即将两个波形一样但相位相差为180°（电气上）的不同信号进行比较，以便提高输出信号的质量和稳定性。读数是在两个信号的差别基础上形成的，从而消除了干扰。此方法称为“共同偏移法”，因为干扰信号对每一个波形都以相同的方法交叠在一起。

增量编码器

增量编码器给出两相方波，它们的相位差90°（电气上），通常为A通道和B通道。其中一个通道给出与转速有关的信息，与此同时，通过两个通道信号进行顺序对比，得到旋转方向的信息。还有一个特殊信号称为Z或零通道，该通道给出骗码轴的绝对零位，此信号是一个方波与A通道方波的中心线重合。

增量型编码器精度取决于机械和电气两种因素，这些因素有：光栅分度过误差、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。确定编码器精度的测量单位是电气上的度数，编码器精度决定了编码器产生的脉冲分度。以下用360°电气度数来表示机械轴的转动，而轴的转动必须是一个完整的周期。要知道多少机械角度相当于电气上的360°，可以用下列公式来计算：

              机械360°

电气360°= --------------------

            n° 脉冲/转

编码器分度的误差是以电气角度为单位的两个连续脉冲的最大偏移来表示。误差存在于任何编码器中，这是由前述各因素引起的。Eltra编码器的最大误差为±2 5电气角度（在已声明的任何条件下），相当于额定值偏移±7%，至于相位差90°（电气上）的两个通道的最大偏差为±35电气度数相当于额定值偏移±10%左右。

UVW信号增量型编码器

除了上述传统的编码器外，还有一些是与其它的电气输出信号集成在一起的增量编码器。与UVW信号集成的增量型编码器就是实例，它通常应用于交流伺服电机的反馈。这些磁极信号一般在交流伺服电机（或无电刷电机）中，UVW信号一般通过模拟磁性元件的功能而设计的。在Eltra编码器中，这些UVW信号是用光学方法生成，并以三个方波的形式出现，它们彼此偏移120°。为了便于电机启动，控制电动机的驱动器需要这些正确的信号。这些UVW磁极脉冲可以机械轴旋转中重复许多次，因为它们直接取决于所连接的电机磁极数，并用用于4、6或更多极电机的UVW信号。

EL 40 A/B/C/E/H/I增量编码器

主要特性

￠42mm[EL 40 A/B/C/E/H/I]通用型编码器系列

分辨率最高可达2000脉冲/转，可带零脉冲

多种电气信号输出方式

供电电源可达28VDC

输出频率最高可达100KHz

电缆输出或连接器输出

多种连接法兰类型

转速最高可达6，000RPM

防护等级最高可达IP54

EL 40 H / I 电气特性

分辨率： 1~2500脉冲/转

供电电源：5 ~28 VDC 长线驱动仅有5 VDC 或8~24 VDC 电源电压

无负载输入电源：100 mA 最大

          每个通道50mA

最大电源：每个通道20mA（长线驱动）

电气信号输出方式：NPN/NPN集电极开路/推挽/长线驱动

输出频率：100 KHz

              RPM *分辨率

频率计算：F = ————————

                 60

EL 40 A机械特性

轴径： ￠ 4 g6 mm (EL 40 E)

　　 　￠ 6 g6 mm (EL 40 A / B / C / H /I )

防护等级：IP54 （EL 40 C / E / H / I）

          IP65 （EL 40 A / B）

          IP66 （EL40 A / B 轴向输出带有电缆紧固件）

最大：3，000 RPM

      6，000 RPM

最大轴负载：15 N（1.5 kgf) 轴向

            30 N（3.0 kgf) 径向

冲击：50 G （11 ms)

振动：10 G （10~2000 Hz）

轴承：双滚珠轴承

轴材料：不锈钢 AISI 303

主体材料：铝 AA 2011

外壳材料：PA66 加玻纤

工作温度：0~60℃

储存温度：—25~70℃

重量：100g

输出组态和连接方式

NPN和NPN集电极开路

此线路仅有一个NPN型晶体管和一个上拉电阻所组成。因此，当晶体管处于静态时，输出电压是供电电源。它在电路上类似于ITL逻辑，因而与之兼容。在正确使用时，若晶体管饱和，输出转为0VDC的低电平，反之，由零跳向正电压。随着电缆长度、传递的脉冲频率以及负载增加，这种线路形式所受的影响随之增加。因此，要达到理想的使用效果，应该对这些影响加以考虑。集电极开路的线路并不是取消上接电阻。这种方式下晶体管的集电极与编码器电源的馈电线是互不相干的，因而可以获得与编码器电压不同的输出信号。

PNP和PNP集电极开路

PNP和PNP集电极开路线路与NPN线路是相同的。主要的差别是晶体管，它是PNP型，其发射其强制接到正电压。如果有电阻的话，电阻是下拉型的，连接到输出与零伏之间。

推挽式线路

推挽式线路用于提高线路的性能，NPN和PNP集电极开路线路的主要局限性是因为使用了电阻。在晶体管关闭时，表现出比晶体管高得多的阻抗。为了克服这些缺点，在推挽式线路中，额外接入了另一个互补的晶体管。这样，电源对地输出总是低阻抗。推挽式线路提高了频率特性，有利于更长的线路数据传输，即使是高频率时也是如此。信号饱和的电平仍然保持较低。但与NPN、PNP输出相比，有时较高。任何情况下推挽式线路也都可应用于NPN、PNP线路的接收器。

长线驱动线路

长线驱动线路用于电气受干扰或编码器与接收系统之间是长距离的工作环境。数据的发送和接收在两个互补的通道中进行。所以，干扰受到抑制（干扰是由电缆或相邻设备引起的）。这种干扰叫做“共模干扰”，因为他们的产生原于一个公共点：系统接地点。此外，长线驱动发送和接收信号是以“差动方式”进行的。或者说，它的工作原理是在互补通道间的电压差上传达。因此可以有效地抑制对它的共模干扰。这种传送方式在采用5伏电压时可认为与RS422兼容，而且供电电源可达24伏特。

输出级的保护

有两种不同方式的来保护电子线路，使它不被短路：第一种方式采用无源保护（熔断器、非线性电阻器等）。另一种方式采用有源保护（晶体管等）。ELTRA的编码器可以提供这两种短路保护。

无源保护

无源保护是价格最便宜的一个保护方法，它用于避免偶然的短路。保护的元件叫PTC，它是一个电阻，如果通过PTC的电流超出了电流的额定值，PTC可以作为一个电阻来限制电流的增长。这种保护方法的局限性是：由于保护的介入速度较慢，被保护的元件被迫承受过载。因此，这种保护方式对数量有限的短路电流是有效，可用于NPN，PNP，推挽式线路。

有源保护

有源保护使用了主动保护的集成电路，从而保护了电子元件。这种保护方式在重复、持久的短路情况下，不仅保护非常有效，而且反应速度非常快。适用于经常短路的工作场合。

电费正确应用

确保电缆屏蔽哥靠接地，避免地零混接。

砍保编码器电缆远离动力电缆。

根据安装要求选择电缆长度。

避免电缆缠绕。

备注

根据实际需要设计电缆的延伸和连接。

100 %产品的出厂检验。

连接要防松。

如需更详细的信息请与我们公司联系。

增量编码器安装和操作注意事项

编码器必须严格按照产品的规格范围来使用，因为它只是一个脉冲产生器，并非安全装置。

编码器装配和安装人员必须由专业技术人员严格按照产品的规格仔细安装。

为了保证正常工作，不要重压和撞击产品，否则质保失效。

确保编码器轴和弹性联轴器的机械连接，可补偿轴向或径向偏移。

确保编码器的应用环境没有腐蚀（酸性物等）或是其它不适宜品。

如果不能提供其它外部连接，检查编码器接地连接是否可靠。

使用或操作之前，保证应用于本产品的电源范围它不要超过电气规格。

必须在断电状态下接电缆。

我们特别强调不要对编码器的机械或电子线路修改，如果修改了质保无效。