光電編碼器有哪些類型 光電編碼器行業(yè)分析

• 2021年10月27日 ZhouJiaLiang來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 906 56
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光電編碼器是一種通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。這是應(yīng)用最多的傳感器，光電編碼器是由光源、光碼盤和光敏元件組成。

光電編碼器是一種通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。這是應(yīng)用最多的傳感器，光電編碼器是由光源、光碼盤和光敏元件組成。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個(gè)長(zhǎng)方形孔。由于光電碼盤與電動(dòng)機(jī)同軸，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵盤與電動(dòng)機(jī)同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測(cè)裝置檢測(cè)輸出若干脈沖信號(hào)，通過(guò)計(jì)算每秒光電編碼器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能反映當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤還可提供相位相差90度的兩路脈沖信號(hào)。

光電編碼器有哪些類型

(一)增量式編碼器

增量編碼器可以將位移轉(zhuǎn)換為周期性的電信號(hào)，然后將該電信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)數(shù)脈沖，并通過(guò)計(jì)數(shù)設(shè)備知道其位置。增量式光電編碼器的特性是每個(gè)輸出脈沖信號(hào)都對(duì)應(yīng)一個(gè)增量位移，但是位置上的增量不能通過(guò)輸出脈沖來(lái)區(qū)分。它可以產(chǎn)生等效于位移增量的脈沖信號(hào)，其功能是為連續(xù)位移的離散化或增量以及位移變化(速度)提供一種傳感方法。它相對(duì)于參考點(diǎn)。位置增量不能直接檢測(cè)軸的絕對(duì)位置信息。一般而言，增量式光電編碼器輸出彼此之間具有90°電角度的A和B脈沖信號(hào)(所謂的兩組正交輸出信號(hào))，從而可以容易地判斷旋轉(zhuǎn)方向。同時(shí)，還有一個(gè)Z相標(biāo)記(指示)脈沖信號(hào)用作參考標(biāo)記，并且每當(dāng)碼盤旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)，僅發(fā)出一個(gè)標(biāo)記信號(hào)。標(biāo)記脈沖通常用于指示機(jī)械位置或清除累積量。

(二)絕對(duì)式編碼器

絕對(duì)編碼器的每個(gè)位置都對(duì)應(yīng)一個(gè)特定的數(shù)字代碼，因此其指示僅與測(cè)量的開始和結(jié)束位置有關(guān)，與測(cè)量的中間過(guò)程無(wú)關(guān)，其位置由輸出代碼的讀數(shù)確定。斷開電源后，絕對(duì)編碼器不會(huì)與實(shí)際位置分開。再次打開電源時(shí)，位置讀數(shù)仍為當(dāng)前狀態(tài)。絕對(duì)值編碼器可以直接輸出大量數(shù)字量。代碼光盤上將有幾個(gè)代碼通道，并且代碼通道的數(shù)量是二進(jìn)制數(shù)字。每個(gè)條形碼軌道均由透光且不透明的扇形區(qū)域組成，并使用光電傳感器收集信號(hào)。光源和光敏元件分別布置在代碼盤的兩側(cè)，使得光敏元件可以根據(jù)是否接收到光信號(hào)來(lái)執(zhí)行電平轉(zhuǎn)換，并輸出二進(jìn)制數(shù)，并在不同位置輸出不同的數(shù)字代碼。因此，可以檢測(cè)絕對(duì)位置。但是分辨率是由二進(jìn)制中的位數(shù)決定的，這意味著精度取決于位數(shù)。優(yōu)點(diǎn)：角度坐標(biāo)的絕對(duì)值可以直接讀取，沒(méi)有累積誤差，斷電后位置信息也不會(huì)丟失。編碼器的抗干擾特性和數(shù)據(jù)可靠性大大提高。

(三)混合式絕對(duì)值編碼器

混合式絕對(duì)值編碼器，它輸出兩組重要的信息：一組信息是用來(lái)檢測(cè)磁極位置的，具有絕對(duì)信息功能;另一組信息與增量編碼器的輸出信息是完全相同的。

(四)旋轉(zhuǎn)變壓器

旋轉(zhuǎn)變壓器簡(jiǎn)稱為旋變，它是一種基于可變耦合原理的交流控制電動(dòng)機(jī)。 它的次級(jí)輸出電壓與轉(zhuǎn)子角具有確定的函數(shù)關(guān)系。 由高性能硅鋼層壓板和具有特殊電磁設(shè)計(jì)的漆包線組成，與采用光電技術(shù)的編碼器相比，它具有耐熱性和抗振性、對(duì)惡劣工作環(huán)境的適應(yīng)性，例如抗沖擊性，耐油污性，甚至耐腐蝕性。

(五)正余弦伺服電機(jī)編碼器

正弦余弦伺服電機(jī)編碼器由一個(gè)以中心軸為中心的光電編碼盤組成，上面有環(huán)形和深色的刻線，由光電發(fā)射和接收裝置讀取，并獲得四組正弦波信號(hào)形成正弦余弦伺服電機(jī)編碼伺服驅(qū)動(dòng)器無(wú)需高頻通信即可獲得高精度細(xì)分，從而降低了硬件要求。同時(shí)，由于單轉(zhuǎn)角度信號(hào)，伺服電機(jī)可以平穩(wěn)啟動(dòng)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。

光電編碼器行業(yè)分析

編碼器是精密加工領(lǐng)域關(guān)鍵的高端傳感器，功能主要是輔助電機(jī)偵測(cè)角度、速度和位置，編碼器直接決定了伺服系統(tǒng)的精度。

不過(guò)，由于編碼器結(jié)構(gòu)過(guò)于精密復(fù)雜，并且涉及光、電、機(jī)跨學(xué)科，核心技術(shù)及高端芯片供應(yīng)一直以來(lái)被德、日企業(yè)壟斷。據(jù)統(tǒng)計(jì)，海德漢和日本多磨川的編碼器產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額已經(jīng)超過(guò)50%，在國(guó)內(nèi)，低端編碼器(磁編碼器)部分已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，中高端領(lǐng)域(光電編碼器)的替代還在逐步推進(jìn)。要打破國(guó)外編碼器壟斷局面，推進(jìn)下游產(chǎn)業(yè)鏈加快國(guó)產(chǎn)化替代，關(guān)鍵是核心芯片突破，光電池芯片就是“卡脖子”技術(shù)。

在國(guó)內(nèi)編碼器市場(chǎng)，歐美品牌占據(jù)高端市場(chǎng)，占三分之一以上的市場(chǎng)份額，產(chǎn)品價(jià)格定位高端，在重工和風(fēng)電等新能源領(lǐng)域具有優(yōu)勢(shì);日韓品牌主要占據(jù)中端市場(chǎng)，也占三分之一以上的市場(chǎng)份額，產(chǎn)品價(jià)格定位中端，在電梯、機(jī)床、伺服電機(jī)等行業(yè)應(yīng)用較為廣泛;而大陸企業(yè)主要參與中低端市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)品價(jià)格較低，以占市場(chǎng)近半銷售量?jī)H獲得25%的大陸市場(chǎng)銷售份額。

想要了解更多光電編碼器行業(yè)的發(fā)展前景，請(qǐng)查閱《2020-2025年中國(guó)光電編碼器行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析與投資前景預(yù)測(cè)研究報(bào)告》。

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