弯管机位移传感器及旋转编码器的选型

  弯管机技术如今在我国广泛用于电力施工的，公铁路建设，锅炉、桥梁、船舶、家俱、家电和装潢等行业，它的工艺也随着现代技术的进步不断在发展。今天我们坤岭机械的专家为大家讲一下关于弯管机位移传感器及旋转编码器的选型。

一、位移传感器的选型

  在弯管机测控系统中，需要多处应用到位移传感器，用于测量检测相关位移量，比如Y轴送料实际行进位移，液压控制进退刀位等等，因此位移传感器的选择尤为重要。在本系统的设计中，主要选择了霍尔式位移传感器，下面对霍尔传感器进行简单的介绍。

  即在某种金属或半导体薄片两端通以控制电流I 并在垂直于薄片平面的方向上施加一磁感应强度为B的磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上将产生一电势U。霍尔效应是由于运动电荷受磁场中洛伦磁力作用的结果，所产生的霍尔电势U与控制电流J及磁感应强度B之间的关系为式中：

  为了提高霍尔元件的灵敏度，要求要Ph大，d要小。由于半导体的Rh比金属的要大得多，因此通常采用半导体制作霍尔元件。由上式可见对于给定的霍尔元件(即Ph一定)，若保持控制电流，不变，则只须改变磁感应强度B 的大小就可改变输出电压Uh的大小。霍尔位移传感器就是通过改变永磁体与霍尔元件的相对位置，即改变B的大小来改变Lr ，从而实现了位移与输出电压之间的转换。

二、旋转编码器的选型

  弯管机旋转编码器是用来测量转速的装置，光电式旋转编码器通过光电转换，可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出（REP）。它分为单路输出和双路输出两种。技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组A/B相位差90度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。编码器如以信号原理来分可分为增量脉冲编码器:SPC和绝对脉冲编码器:APC，两者一般都应用于速度控制或位置控制系统的检测元件. 旋转编码器有一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。

  由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。 编码器有5条引线，其中3条是脉冲输出线，1条是COM端线，1条是电源线（OC门输出型）。编码器的电源可以是外接电源，也可直接使用PLC的DC24V电源。电源“-”端要与编码器的COM端连接，“+ ”与编码器的电源端连接。编码器的COM端与PLC输入COM端连接，A、B、Z两相脉冲输出线直接与PLC的输入端连接，A、B为相差90度的脉冲，Z相信号在编码器旋转一圈只有一个脉冲，通常用来做零点的依据，连接时要注意PLC输入的响应时间。旋转编码器还有一条屏蔽线，使用时要将屏蔽线接地，提高抗干扰性。 分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5~10000线。 2 增量式和绝对式旋转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9O。增量式编码器转轴旋转时，有相应的脉冲输出，其计数起点任意设定，可实现多圈无限累加和测量。编码器轴转一圈会输出固定的脉冲，脉冲数由编码器光栅的线数决定。需要提高分辨率时，可利用 90 度相位差的 A、B 两路信号进行倍频或更换高分辨率编码器。绝对式编码器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*的2进制编码（格雷码），这就称为n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*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[12]。 由于在实际生产过程中，考虑到绝对式编码器成本要远远大于增量式编码器，故数控弯管机测控系统采用增量式旋转编码器，所用分辨率根据生产实践中选定为3600线，以此满足系统*小分辨力±0.1°的精度要求。该测控系统采用了HEDSS（海德）旋转编码器，ISC4406系列，输出脉冲为3600P/R，5L。