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          彎管機位移傳感器及旋轉編碼器的選型

          作者: 來源: 日期:2018-03-19 16:24:26 人氣:2327

          彎管機技術如今在我國廣泛用于電力施工的,公鐵路建設,鍋爐、橋梁、船舶、家俱、家電和裝潢等行業,它的工藝也隨著現代技術的進步不斷在發展。今天我們臺和機械的專家為大家講一下關于彎管機位移傳感器及旋轉編碼器的選型。

          一、位移傳感器的選型

            在彎管機測控系統中,需要多處應用到位移傳感器,用于測量檢測相關位移量,比如Y軸送料實際行進位移,液壓控制進退刀位等等,因此位移傳感器的選擇尤為重要。在本系統的設計中,主要選擇了霍爾式位移傳感器,下面對霍爾傳感器進行簡單的介紹。

            即在某種金屬或半導體薄片兩端通以控制電流I 并在垂直于薄片平面的方向上施加一磁感應強度為B的磁場,則在垂直于電流和磁場的方向上將產生一電勢U。霍爾效應是由于運動電荷受磁場中洛倫磁力作用的結果,所產生的霍爾電勢U與控制電流J及磁感應強度B之間的關系為式中:

            為了提高霍爾元件的靈敏度,要求要Ph大,d要小。由于半導體的Rh比金屬的要大得多,因此通常采用半導體制作霍爾元件。由上式可見對于給定的霍爾元件(即Ph一定),若保持控制電流,不變,則只須改變磁感應強度B 的大小就可改變輸出電壓Uh的大小。霍爾位移傳感器就是通過改變永磁體與霍爾元件的相對位置,即改變B的大小來改變Lr ,從而實現了位移與輸出電壓之間的轉換。

          二、旋轉編碼器的選型

            彎管機旋轉編碼器是用來測量轉速的裝置,光電式旋轉編碼器通過光電轉換,可將輸出軸的角位移、角速度等機械量轉換成相應的電脈沖以數字量輸出(REP)。它分為單路輸出和雙路輸出兩種。技術參數主要有每轉脈沖數(幾十個到幾千個都有),和供電電壓等。單路輸出是指旋轉編碼器的輸出是一組脈沖,而雙路輸出的旋轉編碼器輸出兩組A/B相位差90度的脈沖,通過這兩組脈沖不僅可以測量轉速,還可以判斷旋轉的方向。編碼器如以信號原理來分可分為增量脈沖編碼器:SPC和絕對脈沖編碼器:APC,兩者一般都應用于速度控制或位置控制系統的檢測元件. 旋轉編碼器有一個中心有軸的光電碼盤,其上有環形通、暗的刻線,有光電發射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D,每個正弦波相差90度相位差(相對于一個周波為360度),將C、D信號反向,疊加在A、B兩相上,可增強穩定信號;另每轉輸出一個Z相脈沖以代表零位參考位。

            由于A、B兩相相差90度,可通過比較A相在前還是B相在前,以判別編碼器的正轉與反轉,通過零位脈沖,可獲得編碼器的零位參考位。 編碼器有5條引線,其中3條是脈沖輸出線,1條是COM端線,1條是電源線(OC門輸出型)。編碼器的電源可以是外接電源,也可直接使用PLC的DC24V電源。電源“-”端要與編碼器的COM端連接,“+ ”與編碼器的電源端連接。編碼器的COM端與PLC輸入COM端連接,A、B、Z兩相脈沖輸出線直接與PLC的輸入端連接,A、B為相差90度的脈沖,Z相信號在編碼器旋轉一圈只有一個脈沖,通常用來做零點的依據,連接時要注意PLC輸入的響應時間。旋轉編碼器還有一條屏蔽線,使用時要將屏蔽線接地,提高抗干擾性。 分辨率—編碼器以每旋轉360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率,也稱解析分度、或直接稱多少線,一般在每轉分度5~10000線。 2   增量式和絕對式旋轉編碼器增量式編碼器是直接利用光電轉換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相;A、B兩組脈沖相位差9O。增量式編碼器轉軸旋轉時,有相應的脈沖輸出,其計數起點任意設定,可實現多圈無限累加和測量。編碼器軸轉一圈會輸出固定的脈沖,脈沖數由編碼器光柵的線數決定。需要提高分辨率時,可利用 90 度相位差的 A、B 兩路信號進行倍頻或更換高分辨率編碼器。絕對式編碼器碼盤上有許多道刻線,每道刻線依次以2線、4線、8線、16線。。。。。。編排,這樣,在編碼器的每一個位置,通過讀取每道刻線的通、暗,獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的唯一的2進制編碼(格雷碼),這就稱為n位絕對編碼器。這樣的編碼器是由碼盤的機械位置決定的,它不受停電、干擾的影響。

            絕對編碼器由機械位置決定的每個位置的唯一性,它無需記憶,無需找參考點,而且不用一直計數,什么時候需要知道位置,什么時候就去讀取它的位置。這樣,編碼器的抗干擾特性、數據的可靠性大大提高了[12]。 由于在實際生產過程中,考慮到絕對式編碼器成本要遠遠大于增量式編碼器,故數控彎管機測控系統采用增量式旋轉編碼器,所用分辨率根據生產實踐中選定為3600線,以此滿足系統最小分辨力±0.1°的精度要求。該測控系統采用了HEDSS(海德)旋轉編碼器,ISC4406系列,輸出脈沖為3600P/R,5L。

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