编码器基础知识
编码器知识
1.编码器的特点及用途编码器是通过把机械角度物理量的变化转变成电信号的一种装置；在传感器的分类中，他归属于角位移传感器。
根据编码器的这一特性，编码器主要用于测量转动物体的角位移量，角速度，角加速度，通过编码器把这些物理量转变成电信号输出给控制系统或仪表，控制系统或仪表根据这些量来控制驱动装置。
2. 编码器的主要应用场合：2.1数控机床及机械附件。
2.2机器人、自动装配机、自动生产线。
2.3电梯、纺织机械、缝制机械、包装机械（定长）、印刷机械（同步）、木工机械、塑料机械（定数）、橡塑机械。
2.4制图仪、测角仪、疗养器雷达等。
3. 基本原理3.1 构造编码器主要是由码盘(圆光栅、指示光栅)、机体、发光器件、感光器件等部件组成。
（1）圆光栅是由涂膜在透明材料或刻画在金属材料上的成放射状的明暗相间的条纹组成的。
一个相邻条纹间距称为一个栅节,光栅整周栅节数就是编码器的脉冲数(分辨率)。
（注:本公司码盘有三种金属、玻璃、菲林(类似塑料) 三种）。
（2）指示光栅是一片固定不动的,但窗口条纹刻线同圆光栅条纹刻线完全相同的光栅片。
（3）机体是装配圆光栅,指示光栅等部件的载体。
（4）发光器件一般是红外发光管。
（5）感光器件是高频光敏元件;一般有硅光电池和光敏三极管。
3.2 工作原理由圆光栅和指示光栅组成一对扫描系统,在扫描系统的一侧投射一束红外光,在扫描系统的另一侧的感光器件就可以收到扫描光信号;当圆光栅转动时,感光器件接收到的扫描光信号会发生变化,感光器件可以把光信号转变成电信号并输出给控制系统或仪表。
一般编码器的输出信号为两列成90度相位差的Sin信号和Cos信号(这是由指示光栅的窗口条纹刻线保证的);这些信号的周期等于圆光栅转过一个栅节(P)的移动时间,对Sin信号和Cos信号进行放大及整形就可输出方波脉冲信号。
4. 应用举例编码器的应用场合十分的广泛，在此列举几个简单事例：(1) 数控机床对加工工件自动检测就是通过编码器来进行检测的：数控机床刀架的对零校准也是通过编码器来实施的。
编码器资料
编码器资料概述编码器是一种电子设备，用于将某种形式的数据转换成对应的编码格式。
它广泛应用于通信、计算机科学、数码产品和工业控制等领域。
本文将介绍编码器的原理、分类和应用。
一、原理编码器的工作原理基于数字信号处理和编码算法。
当输入信号进入编码器时，它会经过特定的处理，转换为与原始信号对应的编码形式。
常见的编码器原理包括：1. 脉冲编码器：通过对输入脉冲进行编码，实现对位置、速度和加速度等参数的测量。
2. 压缩编码器：将输入信号采样并进行压缩编码，以减少数据的存储和传输量。
3. 模拟-数字转换器（ADC）：将模拟信号转换为数字形式，常用于音频、视频和图像处理中。
二、分类编码器可以根据不同的标准进行分类：1. 根据输入信号类型：- 光学编码器：通过光电传感器检测运动目标上的光学标记，常用于位置和速度测量。
- 机械编码器：基于传统的机械结构，通过接触或感应运动部件上的物理标记来进行编码。
- 磁编码器：借助磁场感应原理，通过检测磁标记的位置来进行编码。
2. 根据输出编码类型：- 绝对式编码器：每个位置对应一个唯一的编码值，可实现高分辨率的位置检测。
- 增量式编码器：每个位置之间的变化对应一个编码值，常用于速度和方向的测量。
3. 根据编码精度：- 高精度编码器：具有较高的分辨率和重复性，适用于精密的自动控制系统。
- 低精度编码器：适用于一些对分辨率要求不高的应用，如简单机械系统控制。
三、应用编码器广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面：1. 通信领域：编码器在数据传输和通信系统中起着重要作用，用于将信号编码为数字格式，以实现高效可靠的数据传输。
2. 计算机科学：编码器在计算机中用于数据压缩、加密和解码操作，提高数据存储和传输的效率。
3. 数码产品：数码相机、音频播放器、移动电话等数码产品中常使用编码器来压缩和解压数据。
4. 工业控制：编码器广泛应用于机器人、数控机床、自动化生产线等工业控制系统中，用于实时监测和控制运动位置和速度。
编码器基础
1 编码器基础1.1光电编码器编码器是传感器的一种，主要用来检测机械运动的速度、位置、角度、距离和计数等，许多马达控制均需配备编码器以供马达控制器作为换相、速度及位置的检出等，应用范围相当广泛。
按照不同的分类方法，编码器可以分为以下几种类型：根据检测原理，可分为光学式、磁电式、感应式和电容式。
根据输出信号形式，可以分为模拟量编码器、数字量编码器。
根据编码器方式，分为增量式编码器、绝对式编码器和混合式编码器。
光电编码器是集光、机、电技术于一体的数字化传感器，主要利用光栅衍射的原理来实现位移——数字变换，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。
典型的光电编码器由码盘、检测光栅、光电转换电路（包括光源、光敏器件、信号转换电路）、机械部件等组成。
光电编码器具有结构简单、精度高、寿命长等优点，广泛应用于精密定位、速度、长度、加速度、振动等方面。
这里我们主要介绍SIMATIC S7系列高速计数产品普遍支持的增量式编码器和绝对式编码器。
1.2增量式编码器增量式编码器提供了一种对连续位移量离散化、增量化以及位移变化（速度）的传感方法。
增量式编码器的特点是每产生一个输出脉冲信号就对应于一个增量位移，它能够产生与位移增量等值的脉冲信号。
增量式编码器测量的是相对于某个基准点的相对位置增量，而不能够直接检测出绝对位置信息。
如图1-1所示，增量式编码器主要由光源、码盘、检测光栅、光电检测器件和转换电路组成。
在码盘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。
检测光栅上刻有A、B两组与码盘相对应的透光缝隙，用以通过或阻挡光源和光电检测器件之间的光线，它们的节距和码盘上的节距相等，并且两组透光缝隙错开1/4节距，使得光电检测器件输出的信号在相位上相差90°。
当码盘随着被测转轴转动时，检测光栅不动，光线透过码盘和检测光栅上的透过缝隙照射到光电检测器件上，光电检测器件就输出两组相位相差90°的近似于正弦波的电信号，电信号经过转换电路的信号处理，就可以得到被测轴的转角或速度信息。
编码器图解（值得收藏）
编码器图解（值得收藏）编码器图解1、认识编码器（编码器在机器人控制中的应用）2、编码器的测量对象3、编码器测量直线位移的方式（1）编码器装在丝杠末端通过测量滚珠丝杠的角位移q，间接获得工作台的直线位移x，构成位置半闭环伺服系统。
（2）丝杠螺距设:螺距t=4mm，丝杠在4s时间里转动了10圈，求:丝杠的平均转速n(r/min)及螺母移动了多少毫米？螺母移动的平均速度v又为多少？（3）编码器和伺服电动机同轴安装（4）编码器和伺服电动机同轴安装（5）编码器和伺服电动机同轴安装（6）编码器两种安装方式比较编码器装在丝杠末端与前端（和伺服电动机同轴）在位置控制精度上有什么区别？4、绝对式测量（ABS）（1）信号性质输出n位二进制编码，每一个编码对应唯一的角度。
（2）接触式绝对码盘（3）绝对式光电码盘5 增量式测量（INC）（1）信号性质（2）增量式光电编码器的结构（3）辨向光敏元件所产生的信号A、B彼此相差90°相位，用于辨向。
当码盘正转时，A信号超前B信号0°；当码盘反转时，B信号超前A信号90°。
（4）辨向信号（5）倍频（细分）在现有编码器的条件下，通过细分技术能提高编码器的分辨力。
细分前，编码器的分辨力只有一个分辨角的大小。
采用4细分技术后，计数脉冲的频率提高了4倍，相当于将原编码器的分辨力提高了3倍，测量分辨角是原来的1/4，提高了测量精度。
（6）零标志（一转脉冲）在码盘里圈，还有一条狭缝C，每转能产生一个脉冲，该脉冲信号又称“一转信号”或零标志脉冲，作为测量的起始基准。
（7）零标志在回参考点中的作用（8）回参考点减速开关（9）回参考点示意图6、编码器在数字测速中的应用（1）模拟测速和数字测速的比较（2）M法测速（适合于高转速场合）有一增量式光电编码器，其参数为1024p/r，在5s时间内测得65536个脉冲，则转速（r/min)为：n = 60 × 65536 /（1024 × 5）=768 r/min编码器每转产生N 个脉冲，在T 时间段内有m1 个脉冲产生，则转速（r/min)为:n = 60m1 /（NT）（3）T法测速（适合于低转速场合）有一增量式光电编码器，其参数为1024p/r，测得两个相邻脉冲之间的脉冲数为3000，时钟频率fc为1MHz ，则转速（r/min)为：n = 60fc /（Nm2 ）=60×106/（1024×3000）=19.53 r/min 编码器每转产生N 个脉冲，用已知频率fc作为时钟，填充到编码器输出的两个相邻脉冲之间的脉冲数为m2，则转速(r/min)为：n = 60fc / （Nm2）7、编码器在主轴控制中的应用(1)主轴编码器（2）主轴编码器用于C 轴控制（3）主轴编码器用于螺纹车削车削螺纹时，为保证每次切削的起刀点不变，防止“乱牙”，主轴编码器通过对起刀点到退刀点之间的脉冲进行计数来达到车削螺纹的目的。
编码器基础知识
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一般注意事项
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一般注意事项
编码器是光电子精密测量仪器，需由熟练人员小心操作。 根据包装条件，设备储藏温度在-15℃到+70℃ 。 设备操作温度取决于编码器的类型。
警告！ 设备上的印章损坏则保修无效。
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拆卸
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第三步 拆下编码器
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空心轴编码器
拆卸
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第四步 保护电机轴的M6x10固定螺钉
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空心轴编码器
拆卸
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第五步 用M8内六角扳手拆下编码器
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空心轴编码器
拆卸
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第六步 拆下编码器
第二步 将安装配件固定到法兰式电机
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实心轴编码器
安装
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润滑电机轴！
第三步 将有弹簧联轴器的增量编码器滑入电机轴，在电机侧拧紧螺钉。
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实心轴编码器
安装
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编码器安装时电缆连接不能直 接暴露于水。
Step 4 用6×M6螺钉将编码器与安装配件固定
电气安装
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为达到指定程度的保护，须使用直径正确的电缆。
第二步 安装连接电缆
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电气安装
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第三步
固定连接电缆
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错误的电气安装
编码器基础知识
编码器基础知识
编码器是计算机科学中的一个重要概念，它涉及到将数据从一种格式转换为另一种格式的过程。
编码器的主要作用是将原始数据转换为计算机可以理解和处理的二进制形式，以便进行存储、传输和处理。
编码器的基本原理是将原始数据按照一定的规则进行转换，这个规则通常是预先定义的。
编码器可以将字符、数字、图像、音频等数据转换为二进制形式，以便计算机可以识别和处理。
编码器的种类有很多，包括ASCII编码、Unicode编码、Base64编码等。
其中，ASCII编码是最常用的编码方式之一，它将字符转换为计算机可以识别的二进制形式。
Unicode编码则是一种国际化的编码方式，它可以表示世界上几乎所有的字符。
Base64编码则是一种用于将二进制数据转换为ASCII字符串的编码方式，它常用于在文本中传输二进制数据。
除了基本的编码方式外，还有一些高级的编码技术，如哈夫曼编码、LZ77等。
这些技术可以进一步提高数据的压缩率和传输效率。
在计算机科学中，编码器是一个非常重要的概念，它涉及到数据的存储、传输和处理。
了解编码器的基本原理和种类，可以帮助我们更好地理解和应用计算机科学中的相关技术。
编码器基础知识
编码器基础知识做一个伺服系统时，如何选择增量型编码器和绝对型编码器？常用的为增量型编码器，如果对位置、零位有严格要求用绝对型编码器。
伺服系统要具体分析，看应用场合。
测速度用常用增量型编码器，可无限累加测量；测位置用绝对型编码器，位置唯一性（单圈或多圈），最终看应用场合，看要实现的目的和要求。
一、增量旋转编码器应注意三方面的参数：1. 机械安装尺寸，包括定位止口，轴径，安装孔位；电缆出线方式；安装空间体积；工作环境防护等级是否满足要求。
2.分辨率，即编码器工作时每圈输出的脉冲数，是否满足设计使用精度要求。
3.电气接口，编码器输出方式常见有推拉式输出（或称推挽式，F 型HTL格式），电压输出（E），集电极开路（C，常见C为NPN型管输出，C2为PNP型管输出），长线驱动器输出。
其输出方式应和其控制系统的接口电路相匹配。
如何使用增量编码器？1，增量型旋转编码器有分辨率的差异，使用每圈产生的脉冲数来计量，数目从6到5400或更高，脉冲数越多，分辨率越高；这是选型的重要依据之一。
2，增量型编码器通常有三路信号输出（差分有六路信号）：A,B 和Z，一般采用TTL电平，A脉冲在前，B脉冲在后，A,B脉冲相差90度，每圈发出一个Z脉冲，可作为参考机械零位。
一般利用A超前B 或B超前A进行判向。
3，使用PLC采集数据，可选用高速计数模块；使用工控机采集数据，可选用高速计数板卡；使用单片机采集数据，建议选用带光电耦合器的输入端口。
4，建议B脉冲做顺向（前向）脉冲，A脉冲做逆向（后向）脉冲，Z原点零位脉冲。
5，在电子装置中设立计数栈。
关于电源供应及编码器和PLC连接：一般编码器的工作电源有三种：5Vdc、5-13 Vdc或11-26Vdc。
如果你买的编码器用的是11-26Vdc的，就可以用PLC的24V电源，需注意的是：1．编码器的耗电流，在PLC的电源功率范围内。
2．编码器如是并行输出，连接PLC的I/O点，需了解编码器的信号电平是推拉式（或称推挽式）输出还是集电极开路输出，如是集电极开路输出的，有N型和P型两种，需与PLC的I/O极性相同。
编码器产品知识介绍
音量调节
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LJV
编码器基础知识
LJV轻触开关 LJV编码器
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15
LJV
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仪表调节
LJV复位开关
8of15Fra bibliotekLJV
编码器基础知识
1、定义： 是具有一组有规律且严格时序脉冲或形成真值表的对应脉冲的电子开关元件 ；适用数字电路 ，有人俗称为数码电位器。 2、功能：通过与IC的配合，起到递增、递减、翻页等功能，例：鼠标的翻页、菜 单的选择、音响的声音调节、频率的调节、多仕炉的温度调节、医用器械的频 率、速度调节等； 3、应用：汽车音响的音量、频率调节及空调的温度调节，仪表盘的亮暗度调节 和里程的选择，对讲机音量、频率调节，多媒体的音量调节、示波器的菜单选 择、量度的调节、运动器材的速度调节等。 4、电路应用
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编码器基础知识
５、结构：（ 构成的主要零件） A、接触刷：又称刷子或折动子，为电传递作用．此零件的好坏直接决定于 杂讯、寿命、接触性好坏，在产品中有着举足轻重的地位，与信号五金片同 等重要； Ｂ、包塑信号五金片（波动盘见附件）：具有“心脏”的作用，其为产品提供了 均匀的相位和脉冲之功能，此零件的好坏直接影响信号、杂讯、寿命之关 键性能； C、转动轴（滑动柄）：其起着旋转或滑动的运动作用，脉冲规律的变化依靠 它转动规律的角度（滑动规律的行程）而获得均匀的递增或递减脉冲和手 感； D、引出端：俗称端子，一般为刷子或信号五金片零件，其为产品输出连接 至客户电路板上；一般为铜料镀银；本零件的好坏直接影响上锡性之指标； Ｅ、定位片：此为产生触感手感的至关性零件； Ｆ、开关弹片：又称锅仔片，依靠其固有的弹性特性而导通开关之零件，接 触面均为镀银面或镀金面，此零件的好坏直接影响手感、力矩、电性接触 性能； G、固定零件（轴套或支架）：其主要起将相关零件紧奏固定，形成一个整体 ； H、接点油、按压子、襟片、开关端子包塑件、螺母、介子等辅助零件，根据 结构不同而增减。
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Functional principle of singleturns
传感器头读取磁带的实际位置，并 将其转换为电信号。
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单圈功能原理
传感器头读取磁带的实际位置，并 将其转换为电信号。
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单圈功能原理
传感器头读取磁带的实际位置，并 将其转换为电信号。
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Functional principle of singleturns
传感器头读取磁带的实际位置，并 将其转换为电信号。
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Functional principle of singleturns
传感器头读取磁带的实际位置，并 将其转换为电信号。
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实心轴编码器
安装
安装驱动器需角度误差最小和平行错位
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实心轴编码器
拆卸如 OG8
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实心轴编码器
拆卸
第一步
移掉EURO法兰型的螺钉，从电机侧拆掉弹簧轴的螺钉
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实心轴编码器
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单圈功能原理
我们假设，剪开了磁带并将其折 成一条直线。
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单圈功能原理
我们假设，剪开了磁带并将其折 成一条直线。
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单圈功能原理
我们假设，剪开了磁带并将其折 成一条直线。
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安装
气缸轴版本最大拧紧力矩： M = 6 Nm 锥轴版本最大拧紧力矩： M = 3-4 Nm
第五步
固定编码器
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空心轴编码器
安装
第六步
调整扭矩臂
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空心轴编码器
安装
第六步
调整扭矩臂
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空心轴编码器
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单圈功能原理
光学单圈
l 光学单圈使用光学扫描原理，除了标记磁盘上有数条轨道，与光电
增量轴编码器同样方式。
l 并行扫描，这些通道提供角编码数据。通道数量由满转数目决定。 l 这些通道用格雷码标记。
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单圈功能原理
格雷码和二进制代码
为达到指定程度的保护，须使用直径正确的电缆。
第二步
安装连接电缆
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电气安装
第三步
固定连接电缆
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错误的电气安装
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错误电气安装
由于缺失电缆屏蔽信号线上出现尖峰。
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单圈功能原理
对八个不同位置，每次从传感器头 读取特有代码。
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单圈功能原理
处理单元计算出每一 个代码模式关联的绝 对位置。
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Side 59
单圈功能原理
单磁圈
l 一个磁圈包括一个编码器轮和一个传
感器头子。
l 磁带应贴在编码器轮的周边。 l 磁带上，一系列代码（见下页）被磁
化。
l 在内部，传感器头子为扫描磁条的器
件，这些信息将转化为电信号。
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单圈功能原理
作为一个例子，我们假设有一个 有每转有8个不同位置的代码轮。 由此，磁带可以被磁化，分为8个 部分。
空心轴编码器
安装
润滑电机轴！ 如果径向跳动大于0.03mm，请 与我们的热线联系： +49(0)30/69003-111
配接轴的使用使得固定螺钉可 以将径向跳动到0.01mm。
编码器安装时电缆连接不能直 接暴露于水。
第四步 (锥轴版本)
安装O型环和编码器
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空心轴编码器
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空心轴编码器
拆卸
第四步
保护电机轴的M6x10固定螺钉
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空心轴编码器
拆卸
第五步
用M8内六角扳手拆下编码器
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空心轴编码器
拆卸
第六步
拆下编码器
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Side 23
正弦编码器提供了一系列的周期正弦波，使得每个正弦波周期在零 过渡的时候有派生增补值的可能，以使编码器的信息连续可用。
由于零过渡的连 续梯度，正弦编 码器的正弦波信 号可以插补。
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输出通道
l 当驱动器只在一个方向旋转，或没必要检测选装方向时，使用单通 道增量编码器，其有一个输出信号K1。 l 双通道增量编码器，有两个偏移90°的输出信号K1、K2，可检测旋 转方向：在顺时针旋转，信号K1产生K2时。 l 有标记脉冲（参考信号）的双通道增量编码器：额外的标记脉冲
配接轴用的M6螺钉 弹垫 固定螺钉 连接电缆HEK8
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空心轴编码器
安装如 HOG10
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空心轴编码器
安装
第一步
安装接地环
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空心轴编码器
安装
第二步
安装扭矩臂
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S2006 v1
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实心轴编码器
安装
润滑电机轴！
第三步
将有弹簧联轴器的增量编码器滑入电机轴，在电机侧拧紧螺钉。
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实心轴编码器
安装
编码器安装时电缆连接不能直 接暴露于水。
Step 4
用6×M6螺钉将编码器与安装配件固定
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一般注意事项
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Side 2
一般注意事项
编码器是光电子精密测量仪器，需由熟练人员小心操作。
根据包装条件，设备储藏温度在-15℃到+70℃ 。
设备操作温度取决于编码器的类型。
警告！ 设备上的印章损坏则保修无效。
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空心轴编码器
安装-拆卸如 HOG10
二进制代码
l 易计算 l 易于转换为十进制
Bit Bit Bit Bit 0 LSB 1 2 3 MSB 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
格雷码
l 每个数值单位变化 l 易于转换为二进制
Bit Bit Bit Bit 0 LSB 1 2 3 MSB 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
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错误安装 扭矩臂的支撑板扭曲
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错误安装
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电缆连接错误安装
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电气安装
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电气安装
第一步
连接至接线端子
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电气安装
实心轴编码器
安装如OG8
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实心轴编码器
安装
润滑轴！
第一步
将弹簧联轴器滑入编码器并用螺钉固定
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实心轴编码器
安装
如果径向跳动大于0.03mm，请与我们的 热线联系：+49(0)30/69003-111
第二步
将安装配件固定到法兰式电机
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绝对编码器应用举例
The sets float down from the flies (the loft holding the sets) onto the stage, attached to horizontal beams that are suspended from seven steel cables. Geared motors with 7.5 kW ratings and safety holding brakes drive the vertically arranged cable drums (see picture).
机器启动时必须重置编码器脉冲计数器，以确定参考位置。
l 增量编码器提供速度反馈，当内部无零点没有区别时。
l 绝对编码器提供位置和速度传感器，但是当每一次启动都需要
重置，不方便。
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优点
l 启动时不需要检测参考位置。
缺点
l 绝对编码器通常更复杂所以更昂贵。
l 通过轴的时刻与相应的信号传输串行总线之间，时间延迟。
K0，两个同步脉冲的输出信号K1和K2，是计数器可转。