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主要作用编辑
它是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器,
这些脉冲能用来控制角位移,如果编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起,也可用于测量直线位移。
编码器产生电信号后由数控制置CNC、可编程逻辑控制器PLC、控制系统等来处理。这些传感器主要应用在下列方面:机床、材料加工、电动机反馈系统以及测量和控制设备。在ELTRA编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。读数系统是基于径向分度盘的旋转,该分度由交替的透光窗口和不透光窗口构成的。此系统全部用一个红外光源垂直照射,这样光就把盘子上的图像投射到接收器表面上,该接收器覆盖着一层光栅,称为准直仪,它具有和光盘相同的窗口。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。一般地,旋转编码器也能得到一个速度信号,这个信号要反馈给变频器,从而调节变频器的输出数据。故障现象:1、旋转编码器坏(无输出)时,变频器不能正常工作,变得运行速度很慢,而且一会儿变频器保护,显示“PG断开”...联合动作才能起作用。要使电信号上升到较高电平,并产生没有任何干扰的方波脉冲,这就必须用电子电路来处理。编码器pg接线与参数矢量变频器与编码器pg之间的连接方式,必须与编码器pg的型号相对应。一般而言,编码器pg型号分差动输出、集电极开路输出和推挽输出三种,其信号的传递方式必须考虑到变频器pg卡的接口,因此选择合适的pg卡型号或者设置合理.
编码器一般分为增量型与绝对型,它们存着最大的区别:在增量编码器的情况下,
编码器(图7)
编码器(图7)
位置是从零位标记开始计算的脉冲数量确定的,而绝对型编码器的位置是由输出代码的读数确定的。在一圈里,每个位置的输出代码的读数是唯一的; 因此,当电源断开时,绝对型编码器并不与实际的位置分离。如果电源再次接通,那么位置读数仍是当前的,有效的; 不像增量编码器那样,必须去寻找零位标记。
编码器的厂家生产的系列都很全,一般都是专用的,如电梯专用型编码器、机床专用编码器、伺服电机专用型编码器等,并且编码器都是智能型的,有各种并行接口可以与其它设备通讯。
编码器是把角位移或直线位移转换成电信号的一种装置。前者成为码盘,后者称码尺.按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种.接触式采用电刷输出,一电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是“1”还是“0”;非接触式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件,采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是“1”还是“0”。
按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。
编码器(图8)
编码器(图8)
增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号,再把这个电信号转变成计数脉冲,用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码,因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关,而与测量的中间过程无关。LIKA
公司介绍:
Lika公司是意大利自动化领域的主导者,特别是旋转编码器,在国际市场上占有重要地位。Lika是世界上少数活的ESA认证,可以将其编码器应用于欧洲航天领域的公司之一。因为Lika的编码器更稳定,更精确,更轻,更省电,工作温度范围更宽。
Lika产品典型应用于下列领域:
木工机械
电梯工业/起吊装置
包装机械
数控精加工机械
Lika产品现包含以下种类:
ROTAPULS:增量型编码器
ROTACOD:绝对型编码器
ROTAMAG:光学及磁栅编码器
LINEPULS:线性及旋转式磁栅测量系统
LINECOD:绝对型磁栅测量系统
DRIVECOD:整合定位装置
POSICONTROL:定位控制系统及显示装置
ACCESSORIES:联轴器,辅助安装组件及拉线式编码器
Lika经过多年的积累,在下列方面具有技术领先优势:
数字及模拟电路设计
机械结构设计
光学设计
软件开发
编码器 磁栅
产品系列:
编码器
I41-H-100ZCU46L2
I58-H-500ZCU46RL2
I58-H-500ZCZ46
I41-H-200ZCU46L2
I58-H-1000ZCU46RL2
I58-H-1000ZCZ46
I41-H-360ZCU46L2
I58-H-1024ZCU46RL2
I58-H-1024ZCZ46
I41-H-500ZCU46L2
I58-H-2048ZCU46RL2
I58-H-2048ZCZ46
I41-H-1000ZCU46L2
I58-H-2500ZCU46RL2
I58-H-2500ZCZ46
I58-H-500ZCZ46R
I58S-H-500ZCZ410R
IT65-H-100ZCP4CR
I58-H-1000ZCZ46R
I58S-H-1000ZCZ410R
IT65-H-500ZCP4CR
I58-H-1024ZCZ46R
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IT65-H-1000ZCP4CR
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IT65-H-1024ZCP4CR
I58-H-2500ZCZ46R
I58S-H-2500ZCZ410R
IT65-H-2048ZCP4CR
IT65-H-2500ZCP4CR
IT65-H-5000ZCP4CR
Lika与意大利众多著名的大学和机构建立了长久、有效的合作关系,另外与帕多瓦省Padova航天工业国际研究中心CISAS机构的合作,使得Lika进一步加入世界航天工程ROSETTA-ESA项目的研究。
Lika受欧洲航天局罗塞塔项目之邀,开发出一款特殊规格的增量型编码器,使用于奥西雷斯人造卫星的WAC和NAC望远镜的机械装置上,欧洲航天局罗塞塔项目随着2004年3月2日阿丽亚娜5型火箭发射升空开始。将持续运行12年之久在这段期间,火箭运行450百万公里,ROSEITA项目将探索太阳星系的奥秘及研究地球与宇宙的起源。
lika历史:
1982年:Lika电子公司于意大利Schio成立。
1985年:Lika开始在德国市场提供绝对型编码器。
1986年:开始在意大利生产、销售具备完整输出型式的绝对型编码器、增量型编码器。
1987年:引进EP cam编程技术,制作出全欧洲最小的绝对型编码器,直径仅50mm。
1991年:Lika贸易公司成立。
1993年:直径58mm的编码器系列开发完成。
1996年:ROTACAM ASR58结合cam编程技术的绝对型编码器系列研发完成。
1997年:Lika取得ISO9001:1994国际认证,并为佛洛伦斯大学太空探测项目成功研制出16bit单转绝对型编码器。
1998年:成立数字控制部门。
1999年:Lika电子公司扩大总部并迁移至Carre(VI)。
2000年:开始与CISAS(航天工业国际研究中心)合作航天ROSETTA项目。
2001年:Lika德国分公司成立并开始延伸至直线传感器领域。
2002年:产品开始被采用于ESD抗静电环境,改组NC部门,并新增DRIVECOD&POSICONTROL(定位控制系统及显示装置)归属NC部门处理。
2003年:Lika获得欧洲品质优良认证。
2004年:CISAS(航天工业国际研究中心)ROSETIA项目:载有Lika编码器的人造卫星发射升空,同年通过ISO9001:2000认证.
2005年:Lika与Padova大学合作,开发以激光技术为基础的测量系统。
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热电式传感器
热电式传感器是将温度变化转换为电量变化的装置
。它是利用某些材料或元件的性能随温度变化的特
性来进行测量的。
温度是表征物体冷热程度的物理量。它反映物体内
部各分子运动平均动能的大小。温度可以利用物体
的某些物理性质(电阻、电势、等)随着温度变化
的特征进行测量。测量方法按作用原理分接触式和
非接触式。
中文名 热电式传感器 定 义 将温度变化转换为电
量变化的装置 热电特点 测量精度高,广 热电优势
信号输出较大
目录
1 定义
2 特点
3 工作原理
4 工作原理
5 基本定律
6 常用热电偶
7 温度补偿
定义编辑
例如将温度变化转换为电阻、热电动势、热膨胀、
导磁率等的变化,再通过适当的测量电路达到检测
温度的目的。把温度变化转换为电势的热电式传感
器称为热电偶;把温度变化转换为电阻值的热电式
传感器称为热电阻。
特点编辑
1、热电偶特点:
测量精度高:因热电偶直接与被测对象接触,不受
中间介质的影响。
测量范围广:常用的热电偶从-50~+1600℃均可连
续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁
镍铬),ZUIGAO可达+2800℃(如钨-铼)。
构造简单,使用方便:热电偶通常是由两种不同的
金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保
护套管,用起来非常方便。
2、热电阻特点:
信号输出较大,易于测量;
热电阻要借助外加电源,而热电偶可自身产生电势
;
热电阻的测温反应速度慢;
同类材料制成的热电阻不如热电偶测温上限高。
工作原理编辑
热电偶是利用热电效应制成的温度传感器。所谓热
电效应,就是两种不同材料的导体(或半导体)组
成一个闭合回路,当两接点温度T和T0不同时,则在
该回路中就会产生电动势的现象。由热电效应产生
的电动势包括接触电动势和温差电动势。接触电动
势是由于两种不同导体的自由电子密度不同而在接
触处形成的电动势。其数值取决于两种不同导体的
材料特性和接触点的温度。温差电动势是同一导体
的两端因其温度不同而产生的一种电动势。其产生
的机理为:高温端的电子能量要比低温端的电子能
量大,从高温端跑到低温端的电子数比从低温端跑
到高温端的要多,结果高温端因失去电子而带正电
,低温端因获得多余的电子而带负电,在导体两端
便形成温差电动势。
热电阻传感器是利用导体的电阻值随温度变化而变
化的原理进行测温的。热电阻广泛用来测量-200~
850℃范围内的温度,少数情况下,低温可测量至1K
,高温达1000℃。标准铂电阻温度计的精确度高,
作为复现国际温标的标准仪器。
工作原理编辑
热电效应
如右图所示,两种不同性质的导体或半导体材料A、
B串接成一个闭合回路,如果两接合点处的温度不同
,即T≠T0,则在两导体间产生热电势,也称热电动
势,常用EAB(T,T0)表示。同时在回路中有一定大
小的电流,这种现象称为热电效应。
几个概念:
热电极:闭合回路中的导体或半导体A、B,称为热
电极;
热电偶:闭合回路中的导体或半导体A、B的组合,
称为热电耦;
工作端:两个结点中温度高的一端,称为工作端;
参比端:两个结点中温度低的一端,称为参比端;
热电动势:两导体的接触电势 + 单一导体的温差电
势;
⑴接触电势:
产生接触电势的主要原因:
① 不同材料具有不同的自由电子密度;
② 两种不同材料的导体接触时,接触面会发生电子
扩散;
当扩散达到动态平衡时,在接触区形成一个稳定的
电位,表示为:如图所示:
⑵温差电势:
① 导体中自由电子在高温端具有较大的动能;
② 电子从高温端向低温端扩散,因而高温端带正电
,低温端带负电,形成静电场,并阻碍电子扩散;
当扩散达到动态平衡时,两端产生一个相应的电位
差,称为温差电势,表示为:如图所示:
⑶接触电势与温差电势的性质:
用公式可以证明:
⑷回路总电势:
用小写e表示接触或温差电势,用大写E表示回路总
电势。如图所示:
几点讨论:如图所示 [1] :
基本定律编辑
①中间导体定律
在热电偶回路中接如第三种材料的导体(传感器引
出)时,只要其两端温度相等,总回路电势不变。
如下图所示:
用途:接入仪表测量线。
②参考电极定律(标准电极定律)
设结点温度为T、T0,则用导体A、B组成的热电偶
产生的热电势等于导体A、C组成的热电偶和导体C
、B组成的热电偶产生的热电势的代数和。如下图所
示,有:
参考电极定律应用:由于铂丝的理化性能稳定,如
果能实验测得各种材料热电极对铂丝的热电特性,
就不难推得任意材料间的热电特性。
③中间温度定律
结点温度为(T、T0)时的热电势等于该热电耦在结点
温度为(T、Tn)和(Tn、T0)时相应热电势的代数和。
即如图所示:
结论:
中间温度定律为制定热电偶得分度表奠定了理论基
础。从分度表查出参考端为零度时得热电势,即可
求得参考端温度不为零时得热电势。 [1]
例:用镍铬-镍硅热电偶测量热处理炉炉温。冷端温
度T0=30℃,此时测得热电势E(T,T0)=39.17mV,则
实际炉温是多少?
解:由T0=30℃查分度表得:E(30,0)= 1.2mV,则:
E(T,0)= E(T,30)+ E(30,0)= 39.17mV+ 1.2mV=
40.37mV
再由40.37mV查分度表,得实际炉温T=977℃
常用热电偶编辑
1.铂铑-铂热电偶:
S型热电偶。
特点:精度高,标准热电偶。但热电势小。
(<1300℃)
2.镍铬-镍硅热电偶:
K型热电偶。
特点:线性好,价格低,最常用。但精度偏低。(-50
~1300℃)
3.镍铬-考铜热电偶:
E型热电偶。
特点:灵敏度高,价格低,常温测量,但非均匀线
性。(-50~500℃)
4.铂铑30-铂铑6热电偶:
B型热电偶。
特点:精度高,冷端热电势小,40℃下可不修正。
但价格高,输出小。
5.铜-康铜热电偶:
T型热电偶。
特点:低温稳定性好,但复制性差。
温度补偿编辑
1.补偿原因:
①从前述分析可知,只有当热电偶冷端温度保持不
变时,热电势才是被测温度得单值函数;
②实际应用中,由于冷端暴露在空气中,往往和工
作端又比较接近,故冷端温度易波动;
2.补偿方法:
⑴补偿导线法:
目的:
使冷端远离工作端,和测量仪表一起放到恒温或温
度波动小的地方。
手段:
①延长热电偶的长度:安装不便,费用高;
②采用补偿导线,要求:
a.在0~100℃范围内和所连接的热电偶有相同的热
电性能;
b.材料是廉价金属
注意:
①冷端需有自动补偿装置,补偿导线才有意义,且
连接处<100℃;
②补偿导线不能选错,如:
铂铑-铂热电偶:补偿线用铜-镍铜;
镍铬-镍硅热电偶:补偿线用铜-康铜;
⑵冷端温度计算校正法:
①热电势修正法:
冷端温度不为零时,运用热电偶分度表修正,修正
方法如前例所述。
②温度修正法:
设:T’为仪表指示温度;T0为冷端温度;
则:被测实际温度T为:T=T’+k T0
式中:k为热电偶修正系数,和热电偶的种类和测温
范围相关,有表可查。
例:在前例中
解:指示温度:T’=946℃;(当E(T,T0)=39.17mV
时,查分度表可得)
冷端温度: T0 =30℃;
查表底:k=1.00
则实际炉温:T=T’+k T0 = 946℃+ 1.00×
30℃=976℃
和热电势修正法所得炉温相差1℃,此方法在工程上
应用广泛。
⑶冰浴法:
冷端用冰水混合物保持在0℃。
特点:
可避免校正的麻烦,但使用不便,多在实验室使用
。
(4)补偿电路法:见图所示 [1]
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Xenus:数字式CANopen驱动器 适配有刷、无刷直
流电机
输入电流100-240VAC
持续电流:6~20A
控制方式:脉冲+方向、PWM速度/电流控制、10v
速度/电流 ;
反馈接口:编码器、模拟量编码器、旋转变压器、
绝对编码器;
相关型号:
Xenus标准型:
XSL-230-18、
XSL-230-36
XSL-230-40
Xenus旋转变压器反馈型:
XSL-230-18-R
XSL-230-36-R
XSL-230-40-R
Accelnet:数字式CANopen驱动器 适配无刷、有
刷直流电机
输入电流:20-180VDC
持续电流:3~12A
控制方式:脉冲+方向、PWM速度/电流控制、10v
速度/电流 ;
反馈接口:编码器;
相关型号:
Acelnet面板式:
ACP-055-18
ACP-090-09
ACP-090-18
ACP-090-36
ACP-180-09 818
ACP-180-18
Acelnet Micro 面板式:
ACJ-055-09
ACJ-055-18
ACJ-090-18
ACJ-090-03
ACJ-090-09
ACJ-090-18
Accelnet PCB模块式:
ACM-055-18
ACM-090-09
ACM-180-09
ACM-180-18
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Mic.PCB 模块式:
ACK-055-06
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Junus:数字式驱动器 适配有刷直流电机
输入电流:20-180VDC
持续电流:5~15A
控制方式: PWM速度/电流控制、10v速度/电流 ;
反馈接口:反电动势;
相关型号:
JSP-090-10
JSP-090-20
JSP-180-10
JSP-180-20
Stepnet: 数字式CANopen驱动器 适配步进电机
输入电流 VAC、VDC
持续电流:2~10A
控制方式:脉冲+方向、PWM速度/电流控制、10v
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反馈接口:编码器;
相关型号:Stepnet面板式:
STP-075-07 以下中国供应商已发
Stepnet PCB模块式:
STM-075-07
Stepnet Micro PCB模块式:
STL-055-04
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Accelus:数字式驱动器 适配无刷、有刷直流电机
输入电流20-180VDC
持续电流:3~12A
控制方式:脉冲+方向、PWM速度/电流控制、10v
速度/电流;
反馈接口:编码器;
相关型号:Accelus面板式
ASP-055-18
ASP-090-09
ASP-090-18
ASP-090-36
ASP-180-09
ASP-180-18
Accelus卡式
ASC-055-18
ASC-090-09
COPLEY驱动器
ACJ-055-18
XENUS系列 100-240VAC
XTL-230-18
XTL-230-36
XTL-230-40
XSJ-230-02
XSJ-230-06
XSJ-230-10
XPL-230-18
XPL-230-36
XPL-230-40
XEL-230-18
XEL-230-36
XEL-230-40
ACCEINET 20-55VDC 20-90VDC 20-180VDC
ADP-055-18
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ADP-090-18
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ACJ-055-09
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ACM-055-18
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ACM-180-09
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ACK-055-06
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AEP-090-09 产品
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APM-090-06
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AP2-090-06
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STEPNET系列
STX-115-07 100-120VAC 100-230VAC
STX-230-07
STP-075-07 20-75VDC
STP-075-10
STM-075-07 20-75VDC
STL-055-04 20-55VDC
STL-075-03
ST3-055-04 20-55
SPM090-07
SEM-090-07 产品网
SP2-090-07
SE2-090-07
XML-230-18
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AMP-055-18
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直流供电无刷驱动器
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直流供电有刷驱动器
412CE
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执行器
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STA25
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直线电机
STB11
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模组
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PCI卡
CAN-IPM-01
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Copley Control Xenus转换器
Copley Control Corporation