一、使用环境:
1、设备周边环境:
粉尘环境不适合光电编码器;
强振动环境不适合光电编码器;
强磁环境不适合磁电编码器。
2、防护等级:
如果轴在旋转时有淋雨或者淋水的情况,需要选高防护等级或者对编码器加强防护。
通常外壳及出线处防护等级高,转轴及轴承处防护等级低,即便线路板做了防水处理,轴承长时间泡在污水中也会影响轴承寿命。
![](https://www.free-encoder.com/wp-content/uploads/2023/07/IP防护等级-百度百科.png)
![](https://www.free-encoder.com/wp-content/uploads/2023/09/不同转速不同防护等级.jpg)
![](https://www.free-encoder.com/wp-content/uploads/2023/10/轴和外壳防护等级举例.jpg)
3、工作温度:
商用温度:0℃~70℃。
常规温度:-25℃~+85℃。
工业温度:-40℃~+85℃。
车规级温度:-40℃~+125℃。
军工级温度:-55℃~+150℃。
二、编码器的尺寸及安装方式
1、编码器的安装方式:
实心轴,盲孔,全空心还是分体或离轴安装。
如果转速达10KRPM,建议使用分体或离轴安装方式,没有轴承摩擦。常规轴承高速旋转时发热,严重减少轴承寿命。
2、编码器的尺寸:
38,还是58尺寸。
3、轴的尺寸:
Ø6,Ø8,Ø10或其他。
4、止口尺寸
20mm,30mm,36mm。
5、安装丝孔分度圆尺寸
28mm,30mm,40mm,48mm。
三、编码器的类型
1、增量编码器
1.1 根据上位机的接口类型选择输出方式,有的PLC只支持差分接口,有的支持NPN接口。
例:可参考增量编码器输出方式应用案例
西门子PLC S7-200不扩展的情况下,本身支持NPN、PNP、和推挽输出方式。
倍福的EL5101模块只支持RS422差分、TTL或NPN集电极。
如果现场有电磁干扰的情况,建议使用RS422长线差分输出接口编码器。
1.2 根据传输距离选择编码器输出方式:
如果长距离传输信号,则优先选择RS422接口长线差分输出。
RS-422理论的最大传输距离为约1200米,(10kbps)
1.3 根据供电电源选择匹配的工作电压:
5VDC或8-30VDC,
编码器的输入电压和输出方式无直关系。
如果电源的电缆线较长(15米或更长),建议选用8-30VDC供电。
电缆线有阻值,如果电缆线过长则阻值会比较大,电缆线上会有压降,如果使用5V供电,可能导致编码器线路板上实际输入的电压过低而不能正常工作。
2、绝对值编码器
2.1根据测量需求,选用多圈绝对值或单圈绝对值编码器。
测量范围不超过360°,选用单圈绝对值编码器;反之则选多圈绝对值编码器。
2.2 根据上位机的接口类型选择编码器的输出方式。
总线式接口:Modbus-RTU,CANopen等;
点对点:SSI,BISS-C等;
模拟量接口:4~20mA,0~10V等。
2.3 根据通讯速率要求选择编码器的输出方式。
SSI和BISS最高时钟频率可以达到5Mbps。
如果使用SSI编码器:假设编码器的分辨率是12/13,每次读取数据帧的时间间隔要20us,上位机采用的时钟频率为1Mbps(完成一次数据读取时间约26us),每隔100us读取一次数据,则1S可读取10K次数据。
Modbus-RTU编码器,采用9600bps,偶校验,完成一次数据读取则需要24ms。
编码器旋转速度越快,需要上位机的数据采集速度就越快;否则,当读取到位置数据时,已经偏离了很远。
四、编码器的分辨率与精度
1、根据需求选择编码器的分辨率。
1.1 要识别0.1°,则选择3600以上分辨率。
360/0.1=3600
1.2 拉绳编码器,假设轮毂周长为150mm,要识别0.15mm,则选用1000以上分辨率。
150/0.15=1000
2、根据需求选择编码器的精度。
旋转编码器的精度
一般来说,编码器的重复精度都会很高,但绝对精度有差别。
如果绝对精度是±0.1°,那么不管分辨率是65536还是4096,和实际值的最大偏差都是±0.1°。
拉绳编码器的精度
假设使用的编码器的精度为±0.1°,拉绳编码器的轮毂周长分别为200mm和100mm,则两只拉绳编码器的精度分别为:
200*0.1/360≈0.0556mm,
100*0.1/360≈0.0278mm.
使用绝对精度相同的编码器,轮毂周长越小,则精度越高。
轮毂周长小,不适合测量长距离,距离过长会导致钢丝绳有叠加,产生偏差。