10分钟学会光电编码器
光电编码器原理与安装
光电编码器原理与安装光电编码器是一种常用于测量角度和位置的传感器设备。
它通过使用光电传感器和编码盘来监测物体的运动并转化为数字量，在自动化设备、机械加工、机器人等领域有着广泛的应用。
下面将介绍光电编码器的工作原理和安装方法。
光电编码器由一个光线发射器和一个光电传感器组成。
光线发射器通常发射一束红外光线，而光电传感器则用来接收光线并生成电信号。
编码盘是位于物体上的一个圆盘，上面有一系列的开关器件。
当物体运动时，编码盘上的开关器件会遮挡或透过光线，从而使得光电传感器接收到的光强发生变化。
1.增量式光电编码器：增量式光电编码器通过不断变化的光信号来测量运动轴的位置和速度。
它通常具有两个信号输出通道：一个是增量通道，用来测量速度，另一个是基准通道，用来确定位置。
2.绝对式光电编码器：绝对式光电编码器具有多个输出通道，可直接输出角度或位置信息。
它包含多个编码盘，每个编码盘上都有一个独立的编码器。
利用每个编码器的输出信号，可以直接确定物体的绝对角度或位置。
1.确定安装位置：根据实际需要确定光电编码器的安装位置。
通常情况下，光电编码器应尽量靠近被测物体，以减小误差。
2.安装固定支架：根据光电编码器的具体型号和要求，选择合适的固定支架，并将其固定在安装位置上。
确保固定支架稳固并与被测物体保持一定的距离。
3.安装光线发射器和光电传感器：将光线发射器和光电传感器固定在安装支架上。
通常情况下，光电传感器应与编码盘的光栅之间保持一定的距离，以确保准确测量。
4.安装编码盘：将编码盘安装在被测物体上，并与光电传感器对应位置对准。
注意安装时要保持编码盘与光电传感器之间的间隙适当。
5.连接电源和信号线：根据光电编码器的具体要求，将其连接到适当的电源和接收设备上。
确保电源和信号线连接正确，并进行必要的防护措施。
6.测试和校准：在安装完成后，进行必要的测试和校准。
检查光电编码器是否正常工作，并确认测量结果准确可靠。
总结：光电编码器是一种常用的测量角度和位置的传感器设备。
10分钟学会光电编码器
光电编码器培训教程
旋转编码器的安装 电气方面： � 配线时应采用屏蔽电缆 � 开机前，应仔细检查，产品说明书与 编码器型号是否相符，接线是否正确 � 长距离传输时，应考虑信号衰减因 素，选用具备输出阻抗低，抗干扰能 力强的型号
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旋转编码器的安装 电气方面： � 避免在强电磁波环境中使用
�
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增量式编码器综述
特点 :
数字编码 , 根据旋转角度输出脉冲信号 根据旋转脉冲数量可以转换为速度 旋转一周对应的脉冲数 (256, 512, 1024, 输出信号类型 (TTL, HTL, push-pull mode) 电压类型 (5V, 24V) 最大分辨速度
选型 : 2048) 优点 :
- 分辨能力强 - 测量范围大 (100-10.000 inc./rotational motion) - 适应大多数情况
缺点 :
- 断电后丢失位置信号 - 技术专有，兼容性较差
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混合式旋转编码器
� 用光信号扫描分度盘（分度盘与转动
轴相联），通过检测、统计光信号的 通断数量来计算旋转角度
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绝对式旋转编码器
� 用光信号扫描分度盘（分度盘与传动
轴相联）上的格雷码刻度盘以确定被 测物的绝对位置值，然后将检测到的 格雷码数据转换为电信号以脉冲的形 式输出测量的位移量
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格雷码的绝对编码器的分度盘
代码盘用格雷码编码
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绝对式旋转编码器的特点：
Reslover signals and description 信号描述与说明
Connection of resolver to MOVIDRIVE MDS inverter 连接分解器去变换器
光电式编码器
通常数控机床的机械原点与各铀的脉冲编码器发出Z相脉冲的位置
是一致的。
光源
码盘
光电元件
Z 零位脉冲 A 增量脉冲 B辨向脉冲
图6.30 增量式编码器的结构图
（2）绝对式编码器
1）码制和码盘 码盘按其所用码制可分为:二进制、循环码(葛莱码)、十进
绝对式编码器图案不均匀，几位编码器其码盘上就有几位码 道，在编码器的相应位置都可输出对应的数字码，在码盘运动过 程中读取这些代码，即能实时测得坐标的变化。这种方法的优点 是坐标固定与测量以前状态无关，不需起动时的位置重合，抗干 扰能力强，无累积误差，具有断电位置保持，在不读数的范围内 移动速度可超越极限响应速度，不需要方向判别和可逆计数，信 号并行传送等。缺点是结构复杂、价格高，为提高分辨率需要提 高码道数目或者使用减速齿轮机构组成双码盘机构，将任意位置 取作零位时需进行一定的运算。
2．光电式编码器的接口与安装使用注意事项
（1）机械方面
编码器轴与用户端输出轴之间通过联轴节连接如下图所示， 避免因用户轴的串动、跳动，造成编码器轴系和码盘的损坏。应 保证编码器轴与用户轴的不同轴度＜0.2mm，与轴线的偏角＜1.5o 安装时严禁敲击和摔打碰撞，以免损坏轴系和码盘。 (2）电气方面
编码器的输出线不能与动力线等绕在一起或同一管道传输， 也不宜在配电盘附近使用，配线时采用屏蔽电缆，可以参照下图 进行配线。
增量式编码器图案和光脉冲信号均匀，可将任意位置作为基 准点，从该点开始按一定的量化单位检测位移或转角，计量脉冲 数即可折算为位移或转角。该方法因无确定的对应测量点，一旦 停电则失掉当前位置，且速度不可超越计数器极限响应速度，此 外由于噪声影响可能造成计数积累误差。优点是其的零点可任意 预置，且测量速度仅受计数器容量限制。
光电编码器介绍 1光电编码器原理 光电编码器,是一种通过光电转换将
光电编码器介绍1.光电编码器原理光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。
这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。
光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。
由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。
此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90旱牧铰仿龀逍藕拧根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。
根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。
1.1增量式编码器增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90海佣煞奖愕嘏卸铣鲂较颍鳽相为每转一个脉冲，用于基准点定位。
它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。
其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。
1.2绝对式编码器绝对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。
这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。
显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有 N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N条码道。
目前国内已有16位的绝对编码器产品。
绝对式编码器是利用自然二进制或循环二进制（葛莱码）方式进行光电转换的。
绝对式编码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形，绝对编码器可有若干编码，根据读出码盘上的编码，检测绝对位置。
光电编码器原理及应用电路
光电编码器原理及应用电路————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：光电编码器原理及应用电路1.光电编码器原理光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。
这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。
光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。
由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。
此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90度的脉冲信号。
图1 光电编码器原理示意图根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。
根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。
1.1增量式编码器增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90度的脉冲信号，Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。
它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。
其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。
1.2绝对式编码器绝对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。
这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。
显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N条码道。
智能传感器技术之光电编码器课件
智能化与集成化
智能传感器技术将与光电编码器进一步融合，实现编码器的智能化 和集成化，提高其自适应和自我诊断能力。
无线连接与远程监控
通过无线通信技术，光电编码器将能够实现远程监控和数据传输， 提高设备管理和维护的便捷性。
光电转换原理的核心在于光敏元件的响应特性，即在不同光照条件下，光敏元件 能够产生相应的电信号。
信号处理原理
信号处理原理是指对获取的原始电信号进行处理，以提取出 所需的信息。在光电编码器中，信号处理电路负责对光电转 换电路输出的电信号进行处理。
信号处理电路通常包括放大器、滤波器、整形电路等，用于 对原始电信号进行放大、滤波和整形，以便后续的解码和计 数。
工作原理
光电编码器主要由光源、光敏元件、光电码盘和信号处理电路组成。当码盘转 动时，光敏元件接收到的光线会发生变化，从而产生电信号，经过信号处理电 路处理后输出相应的数字或脉冲信号。
光电编码器的分类与特点
分类
根据码盘的不同，光电编码器可分为 绝对式和增量式两种。绝对式编码器 具有唯一对应的输出码，而增量式编 码器则输出脉冲信号。
CHAPTER 03
光电编码器的性能指标
分辨率与精度
分辨率
光电编码器能够检测到的最小角度变 化量，通常以度（°）或弧度（rad） 为单位。分辨率越高，检测角度变化 的能力越强。
精度
光电编码器实际测量的角度值与真实 角度值的偏差程度。精度越高，测量 结果越准确。
工作环境要求
工作温度
光电编码器正常工作的环 境温度范围，通常为20°C至70°C。
采用屏蔽电缆、远离干扰源等措施，减少信 号干扰。
光电编码器的工作原理
1.光电编码器的工作原理光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。
这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。
光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。
由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。
此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90º的两路脉冲信号。
根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。
根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。
1.1增量式编码器增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90º，从而可方便地判断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。
它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。
其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。
1.2绝对式编码器绝对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。
这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。
显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有 N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N条码道。
目前国内已有16位的绝对编码器产品。
绝对式编码器是利用自然二进制或循环二进制（葛莱码）方式进行光电转换的。
绝对式编码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形，绝对编码器可有若干编码，根据读出码盘上的编码，检测绝对位置。
什么是光电 编码器
什么是光电编码器什么是光电编码器一、光电编码器简介光电编码器是一种集光、机、电为一体的数字检测装置，它是一种通过光电转换，将输至轴上的机械、几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器，它主要用于速度或位置(角度)的检测。
具有精度高、响应快、抗干扰能力强、性能稳定可靠等显著的优点。
按结构形式可分为直线式编码器和旋转式编码器两种类型。
旋转编码器主要由光栅、光源、检读器、信号转换电路、机械传动等部分组成。
光栅面上刻有节距相等的辐射状透光缝隙，相邻两个透光缝隙之间代表一个增量周期;分别用两个光栅面感光。
由于两个光栅面具有90°的相位差，因此将该输出输入数字加减计算器，就能以分度值来表示角度。
它们的节距从光电编码器的输出信号种类来划分，可分为增量式和绝对值式两大类。
旋转增量式编码器转动时输出脉冲，通过计数设备来知道其位置，当编码器不动或停电时，依靠计数设备的内部记忆来记住位置。
这样，当停电后，编码器不能有任何的移动;当来电工作时，编码器输出脉冲过程中，也不能有干扰而丢失脉冲，不然，计数设备记忆的零点就会偏移，而且这种偏移的量是无从知道的，只有错误的生产结果出现后才能知道。
绝对编码器光码盘上有许多道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16线…编排，这样在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码(格雷码)，这就称为位绝对编码器。
这样的编码器是由码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。
绝对编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。
这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。
由于绝对编码器在定位方面明显地优于增量式编码器，已经越来越多地应用于工业控制定位中。
编码器信号输出有并行输出、串行输出、总线型输出、变送一体型输出等输出形式。
串行输出是时间上数据按照约定，有先后输出;空间上，所有位数的数据都在一组电缆上(先后)发出。
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编码器的安装与连接
Connection of Sin/Cos encoder ES1S, ES2S or EV1S to MOVIDRIVE
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编码器安装方式
编码器在扩展轴上
绝对编码器
通用编码器安装在扩展轴上
编码器在实体轴上
分解器
临近传感器
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旋转编码器的安装 电气方面： 接地线应尽量粗，一般应大于1.5平方 编码器的输出线彼此不要搭接，以免 损坏输出电路 编码器的信号线不要接到直流电源上 或交流电流上，以免损坏输出电路 与编码器相连的电机等设备，应接地 良好，不要有静电
光电编码器
主讲人：李超
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光电编码器是集光、机、电技术于一体 的数字化传感器，可以高精度测量被测 物的转角或直线位移量。
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信号输出原理图
绝对编码器通过 SSI 接口进行信号调节
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按测量方式的分类： 旋转编码器 直尺编码器
按编码方式的分类： 绝对式编码器 增量式编码器 混合式编码器
分解器的等效原理图和电路图
Output voltages V1 and V2 of the resolver
分解器的二种电压输出模式
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接近传感器
Setup of the proximity sensor system
接近传感器的安装
Signal output of the proximity sensors
同时输出绝对旋转角度编码与相对旋 转角度编码
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混合式旋转编码器的特点：
具备绝对编码器的旋转角度编码的唯 一性与增量编码器的应用灵活性
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SEW 编码器的规格选择
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常规编码器参数说明
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Resolver（分解器、模拟式）
Schematic diagram and equivalent circuit diagram of the resolver
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增量式旋转编码器的特点： 编码器每转动一个预先设定的角度将 输出一个脉冲信号，通过统计脉冲信 号的数量来计算旋转的角度，因此编 码器输出的位置数据是相对的 由于采用固定脉冲信号，因此旋转角 度的起始位可以任意设定 由于采用相对编码，因此掉电后旋转 角度数据会丢失需要重新复位
2048)
- 分辨能力强 - 测量范围大 (100-10.000 inc./rotational motion) - 适应大多数情况
优点:
缺点:
- 断电后丢失位置信号 - 技术专有，兼容性较差
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混合式旋转编码器
用光信号扫描分度盘（分度盘与转动 轴相联），通过检测、统计光信号的 通断数量来计算旋转角度
变量)
优点:
缺点:
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增量式旋转编码器
用光信号扫描分度盘（分度盘与转动 轴相联），通过检测、统计信号的通 断数量来计算旋转角度
用TTL 与 HTL 信号的 增量编码器
TTL 信号有零点与取消信号 HTL 信号只有零点没有取消信号
用正弦或余弦信号分辨的 增量编码器
用正弦或余弦信号表示零点与角度
连接正弦或余弦编码器
24V TTL encoder ES1R, ES2R or EV1R: Install the TTL encoder in exactly the same way as the high-resolution sin/cos encoders 安装TTL编码器或高分辨率的
正弦或余弦编码器
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增量式编码器综述
特点: 选型:
数字编码, 根据旋转角度输出脉冲信号 根据旋转脉冲数量可以转换为速度 - 旋转一周对应的脉冲数 (256, 512, 1024, - 输出信号类型 (TTL, HTL, push-pull mode) - 电压类型 (5V, 24V) - 最大分辨速度
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绝对式旋转编码器
用光信号扫描分度盘（分度盘与传动 轴相联）上的格雷码刻度盘以确定被 测物的绝对位置值，然后将检测到的 格雷码数据转换为电信号以脉冲的形 式输出测量的位移量
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格雷码的绝对编码器的分度盘
代码盘用格雷码编码
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绝对式旋转编码器的特点：
编码器的安装与连接
Reslover signals and description
信号描述与说明
Connection of resolver to MOVIDRIVE MDS inverter
连接分解器去变换器
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旋转编码器的技术术语
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对编码器与变换器
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编码器的安装与连接
Connection of absolute encoder AV1Y to MOVIDRIVE inverter with DIP11 option and to X15 通过DIP11或 X15接口连接绝
对编码器去变换 器
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Connection of HTL encoder ES1C, ES2C or EV1C to MOVIDRIVE If you are using an HTL encoder ES1C, ES2C or EV1C, you must not connect the negated channels A(K1), B(K2) and C(K0) to MOVIDRIVE 连接HTL信号编码器
器
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编码器的安装与连接
Connection of absolute encoder AV1Y to MOVIDRIVE inverter with DPA11 option 通过DPA11接口连接绝
对编码器与变换器
Connection of absolute encoder AV1Y to MOVIDRIVE inverter with DIP11 option 通过DIP11接口连接绝
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编码器分类
编码器
模拟量编码器
数字编码器
增量编码器
绝对值编码器
旋转变压器
Sin/Cos 编码器
_ _ _ A, A, B, B, C, C
格雷码
二进制码
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编码器分类
数字编码器
增量式编码器
绝对值编码器
混合式编码器
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旋转编码器： 通过测量被测物体的旋转角度并将 测量到的旋转角度转化为脉冲电信号 输出 直尺编码器： 通过测量被测物体的直线行程长度 并将测量到的行程长度转化为脉冲电 信号输出
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编码器的安装与连接
Connection of TTL encoder ES1T, ES2T or EV1T to MOVIDRIVE 连接TTL信号的编码器 Use the 5V encoder supply type DWI11A MOVIDRIVE option (part no. 822 759 4) if you have to connect an encoder with 5V DC encoder supply ES1T, ES2T or EV1T to MOVIDRIVE 连接一个5V信号的编码
接近传感器的信号输出
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旋转编码器的安装 机械方面： 由于编码器属于高精度机电一体化设 备，所以编码器轴与用户端输出轴之 间需要采用弹性软连接，以避免因用 户轴的串动、跳动而造成编码器轴系 和码盘的损坏
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旋转编码器的安装 机械方面： 安装时注意允许的轴负载 应保证编码器轴与用户输出轴的不同 轴度＜0.20mm，与轴线的偏角＜ 1.5° 安装时严禁敲击和摔打碰撞，以免损 坏轴系和码盘 长期使用时，定期检查固定编码器的 螺钉是否松动 （每季度一次）
Connect the shield to the electronics shield clamp of the inverter
在变换器的电路板上用线卡连接
Connect the shield to the PG fitting of the encoder 编码器用屏蔽的PG接口连接
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旋转编码器的安装 电气方面： 配线时应采用屏蔽电缆 开机前，应仔细检查，产品说明书与 编码器型号是否相符，接线是否正确 长距离传输时，应考虑信号衰减因素， 选用具备输出阻抗低，抗干扰能力强 的型号
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旋转编码器的安装 电气方面： 避免在强电磁波环境中使用
在一个检测周期内对不同的角度有不 同的格雷码编码，因此编码器输出的 位置数据是唯一的 因使用机械连接的方式，在掉电时编 码器的位置不会改变，上电后立即可 以取得当前位置数据 检测到的数据为格雷码，因此不存在 模拟量信号的检测误差
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绝对式编码器综述
特点: 选型:
数字编码, 根据旋转角度输出脉冲信号 根据输出的脉冲信号可以转化为速度. - 单编码盘 / 多编码盘 (测量一个或二个旋转 代码 (格雷码, BCD码, 二进制码) 信号传输方式 (并口, 串口) 分辨率 最大旋转速度 结构简单 角行程编码 (通过旋转轴获得) 线性编码 (激光远距离测量) 掉电不影响编码数据的获得 最大24位编码 比较贵