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Encoder
”or“
編碼器
”。
新松AGV在運動控制系統需要得到關於AGV機械裝置的準確的、實時的資訊反饋，如
AGV位置
、
舵角度
、
AGV速度
、
貨叉高度
等資訊，用以完成機械裝置的自動化控制操作。
編碼器正是這樣一種感測器，它透過光電效應或磁效應原理，將這些物理量資訊轉換為電訊號，傳遞給AGV控制系統
。由於其轉換精度高、實時響應、安裝連線簡單，使得選擇編碼器成為連線機械部件和AGV電子控制系統的理想選擇。
編碼器工作原理
1
光學掃描原理
光學編碼器基於光電效應原理進行工作。一個高效能的LED光源所發出的光線，透過刻有光柵的碼盤和與碼盤相匹配的遮光片，照射在光電接收器上，碼盤則與軸固定連線。當碼盤轉動時，光線被碼盤與遮光片切割，形成明暗相間的變化，光電接收器則將這種變化轉換為脈衝或正弦訊號。
2
磁性掃描原理
磁性編碼器基於磁電原理進行工作。一個徑向磁化的永磁體被安裝在軸上。當軸轉動時，磁場隨之旋轉，磁場的變化被電路板上的感測器晶片檢測和處理，求值電路產生了兩個相位差為90度的訊號，以及一個零位脈衝。
單通道輸出
單通道輸出編碼器用於不需要檢測方向的應用。例如：
新松AGV檢測貨叉伸出長度或速度控制等等。
雙通道輸出
雙通道輸出編碼器
帶有相位差為90度的A和B兩個通道輸出訊號，可透過比較A、B兩相之間的相位差確定旋轉方向。適用於需要判定方向的測量應用。例如：新松AGV利用輪編碼器的反饋資訊來獲取AGV是向前行走or向後行走，同時也可以獲取當前速度。
三通道輸出
三通道輸出編碼器在雙通道A和B的基礎上，附件一個零參考訊號，每轉出現一次。在上電後第一轉期間可用作參考訊號。
以上訊號波形以軸順時針選擇為參考
可提供反相訊號
0-脈衝為90度，是A、B的交集
Tr為上升時間
Tf為下降時間
反向訊號
當用於電磁干擾嚴重或長距離電纜傳輸的應用時，建議使用帶反相（互補）訊號的編碼器。這些訊號均可提供給TTL、HTL訊號電路輸出。
解析度
對應編碼器旋轉一週所輸出的脈衝數量，根據新松AGV應用技術人員所掌握的情況，目前市面上的編碼器最大的解析度可達25000ppr。
對於線性測量，透過將直線運動轉換為旋轉形式來實現測量應用。
例如：利用編碼器測量輪進行長度測量時，對應測量輪的周長為500mm時，要求的顯示步長為0。1mm，那麼對應所需編碼器解析度計算參考如下公式：
脈衝頻率
編碼器的訊號輸出頻率與編碼器的當前轉速以及解析度有關，如下公式：
常規增量編碼器產品最大允許輸出頻率為200KHz，高解析度編碼器最大輸出頻率為2MHz，可用於高解析度，和較高速度的應用中。
脈衝倍頻
雙通道編碼器由檢測脈衝雙沿或四沿實現解析度的2倍頻或4倍頻。
即一個1000ppr解析度的編碼器使用該技術後可獲得4000ppr的解析度。
輸出和供電電壓
輸出
反相訊號
供電電壓
RS422
有
5VDC
RS422
有
10-30或5-30VDC
推輓輸出
無
10-30或5-30VDC
推輓輸出
有
10-30 VDC
推輓（7272）
無
5-30VDC
SIN/COS
有
5VDC
提示：編碼器用於強電噪干擾環境和所需電纜較長的應用環境，AGV建議使用帶反相訊號的編碼器。
編碼器輸出形式
01
RS-422輸出
RS-422輸出型編碼器目前在AGV上很少使用。我們這裡介紹一下RS-422。
通常PLC或IPC控制器可提供符合RS422標準的輸入卡。此時應選帶RS422輸出的編碼器。通常對於非常長的連線導線，建議使用RS422輸出，尤其對於高電噪干擾。RS422也可用於帶TTL輸入的控制器，但無高抗噪干擾特效。
RS422輸出電路和推薦的接收電路：
02
推輓輸出
有完整的波阻抗調節功能，推薦使用電纜電阻為40-150Ω
推薦為長電纜傳輸，高頻脈衝頻率和30VDC電源輸出
有或無反相（互補）訊號
推輓無反向訊號推薦接收電路
推輓輸出（7272）
普通線驅動5-30V，有低電平現在最大為0。5V
推薦線路長度達100米
有或無反相訊號
推輓帶反向訊號推薦接收電路
03
SIN/COS正弦輸出
正弦波訊號是可被電路進一步處理的電壓訊號，透過相位差是90度的兩路訊號倍頻可得到更高的解析度。
為什麼選用SIN/COS型編碼器？
這種訊號非常適合應用在非常慢速運動的數字驅動系統中。比如，Jungheinrich叉車手柄轉向編碼器。
正弦輸出電路和推薦接收電路
04
訊號傳輸距離
電纜長度取決於輸出電路和電噪干擾：
輸出電路
最大線纜長度
控制器
推輓輸出無反相訊號
100米
PLC/IPC
推輓輸出無反相訊號
250米
PLC/IPC ①
RS422帶反相訊號
可達1000米 ②
PLC/IPC ①
正弦訊號
50米
PLC/IPC ①
① IPC=工業用PC
② >50米取決於頻率
05
電纜遮蔽標準連線方式
電纜遮蔽線與編碼器外殼連線，編碼器外殼不單獨接地。
導讀
新松AGV
對於一般的正常應用，只要將編碼器的遮蔽電纜接地就可以了。
整個系統，包括編碼器和訊號處理裝置都需要接同一個地線上。
在任何情況下，連線電纜都必須被遮蔽並保持遠離動力線盒其它產生噪聲干擾的裝置。
電動機、電磁閥、變頻器之類的干擾源，需要在源頭抑制它們的干擾。編碼器不能和電磁閥、接觸器公用一個供電電源，因為這樣可能會產生干擾。
在
新松AGV
一些特定應用中，可能還有安裝額外的抗干擾措施，這取決於系統的接地方式和當前噪聲源。這些措施將包括遮蔽的電容耦合、安裝高頻濾波器或者安裝暫態保護二極體。
06
編碼器電纜彎曲半徑
不帶低溫電纜的編碼器
電纜∅
R1
R2
溫度
≤7mm
31。5 mm
94。5 mm
T > -20℃
＞7mm
41 mm
124。5 mm
T > -20℃
帶低溫電纜的編碼器
電纜∅
R1
R2
溫度
≤7mm
46。5 mm
139。5 mm
T > -40℃
＞7mm
62。3 mm
186。9 mm
T > -40℃
編碼器線路色標中英文對照，依據DIN757標準
簡寫
顏色
簡寫
顏色
BK
黑
VT
紫
BN
棕
GY
灰
RD
紅
WH
白
OG
橙
PK
粉
YE
黃
GD
金
GN
綠
TQ
青綠
BU
蘭
SR
銀
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