信號(hào)輸出有正弦波(電流或電壓),方波(TTL、HTL),
集電極開(kāi)路(PNP、NPN),推拉式多種形式,其中TTL為長(zhǎng)線差分驅(qū)動(dòng)(對(duì)稱A,A-;B,B-;Z,Z-),HTL也稱推拉式、推挽式輸出,編碼器的信號(hào)接收設(shè)備接口應(yīng)與編碼器對(duì)應(yīng)。
信號(hào)連接-編碼器的脈沖信號(hào)一般連接計(jì)數(shù)器、PLC、計(jì)算機(jī),PLC和計(jì)算機(jī)連接的模塊有低速模塊與高速模塊之分,開(kāi)關(guān)頻率有低有高。
如單相聯(lián)接,用于單方向計(jì)數(shù),單方向測(cè)速。
A.B兩相聯(lián)接,用于正反向計(jì)數(shù)、判斷正反向和測(cè)速。
A、B、Z三相聯(lián)接,用于帶參考位修正的位置測(cè)量。
A、A-,B、B-,Z、Z-連接,由于帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)的連接,電流對(duì)于電纜貢獻(xiàn)的電磁場(chǎng)為0,衰減小,抗干擾良好,可傳輸較遠(yuǎn)的距離。
對(duì)于TTL的帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)輸出的編碼器,信號(hào)傳輸距離可達(dá)150米。
對(duì)于HTL的帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)輸出的編碼器,信號(hào)傳輸距離可達(dá)300米。
發(fā)展市場(chǎng)
編碼器在OEM市場(chǎng)的應(yīng)用比例較高,主要應(yīng)用于機(jī)床、電梯、伺服電機(jī)配套、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、起重機(jī)械等行業(yè)。2010年,中國(guó)OEM市場(chǎng)的高速增長(zhǎng)拉動(dòng)了編碼器市場(chǎng)的迅猛增長(zhǎng),2010年中國(guó)編碼器市場(chǎng)的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到13億元,同比增長(zhǎng)42.9%。
從行業(yè)來(lái)看,電梯、機(jī)床和伺服電機(jī)配套是編碼器的重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域,占整體應(yīng)用市場(chǎng)53%的*。紡織機(jī)械、包裝機(jī)械和印刷機(jī)械等領(lǐng)域目前*較小,編碼器一般不直接進(jìn)入這三個(gè)行業(yè),編碼器生產(chǎn)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)主要集中在給這些機(jī)械行業(yè)提供伺服電機(jī)的電機(jī)生產(chǎn)廠環(huán)節(jié)。起重機(jī)械目前*也較小,僅占4%-5%。在冶金和電子行業(yè)等項(xiàng)目型行業(yè),編碼器目前應(yīng)用比例較低,僅占14%的*。此外,編碼器在醫(yī)療機(jī)械、風(fēng)電、汽車生產(chǎn)線、混合動(dòng)力汽車、水利、軌道交通等領(lǐng)域也有一定應(yīng)用,但應(yīng)用比例較低。
2010年風(fēng)電行業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品需求增長(zhǎng)達(dá)到了50%以上,而電梯、伺服電機(jī)、紡織機(jī)械以及機(jī)床等編碼器的主要應(yīng)用領(lǐng)域增長(zhǎng)也比較明顯,是拉動(dòng)增長(zhǎng)的主要來(lái)源。
從廠商來(lái)看,目前歐美品牌*,占三分之一以上的*,產(chǎn)品價(jià)格定位,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*,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。
*較高的企業(yè)包括Heidenhain、Tamagawa、Nemicon、Yuheng、Baumer、Rep、P+F、Danaher、Koyo、Omron等。其中前三名企業(yè)*占市場(chǎng)總額的將近50%,市場(chǎng)集中度較高,各企業(yè)主要針對(duì)的應(yīng)用行業(yè)集中性較高、行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)較少。主流廠商業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)幅度也有明顯差距,增長(zhǎng)幅度大的為60%,增長(zhǎng)幅度小的低于10%。
編碼器分為值型和增量型。目前值編碼器的價(jià)格大約是增量型編碼器的4倍以上,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上70%的應(yīng)用是價(jià)格相對(duì)經(jīng)濟(jì)的增量型編碼器,主要應(yīng)用在如包裝、紡織、電梯等行業(yè)中僅要求測(cè)量轉(zhuǎn)速及對(duì)位置測(cè)量要求不高的機(jī)器設(shè)備上。而在高精度機(jī)械設(shè)備或鋼鐵、港口及起重等重工業(yè)行業(yè),由于對(duì)測(cè)量的精度要求相對(duì)較高,更多情況會(huì)使用值編碼器。在這些重工業(yè)行業(yè)應(yīng)用中,由于工況比較惡劣,所以對(duì)編碼器的抗沖擊和振動(dòng)等指標(biāo)要求較高。
隨著機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化程度的提高,編碼器產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛,客戶已不再滿足于編碼器僅能將物理的旋轉(zhuǎn)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),還要求編碼器集成度更高,產(chǎn)品更加耐用,并且希望能在值編碼器中出現(xiàn)更豐富的接口方式,使更多的設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化。
目前整個(gè)工業(yè)市場(chǎng)中生產(chǎn)安全及通信安全越來(lái)越被重視,國(guó)家層面也開(kāi)始對(duì)產(chǎn)品的安全性能提出要求,編碼器在安全標(biāo)準(zhǔn)方面也有相應(yīng)規(guī)范,但由于國(guó)內(nèi)編碼器市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品技術(shù)要求相對(duì)較低,客戶對(duì)中低端產(chǎn)品更為青睞。
選型注意
應(yīng)注意三方面的參數(shù):
1、械安裝尺寸:包括定位止口,軸徑,安裝孔位;電纜出線方式;安裝空間體積;工作環(huán)境防護(hù)等級(jí)是否滿足要求。
2、分辨率:即編碼器工作時(shí)每圈輸出的脈沖數(shù),是否滿足設(shè)計(jì)使用精度要求。
3、電氣接口:編碼器輸出方式常見(jiàn)有推拉輸出(F型HTL格式),電壓輸出(E),集電極開(kāi)路(C,常見(jiàn)C為NPN型管輸出,C2為PNP型管輸出),長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器輸出。其輸出方式應(yīng)和其控制系統(tǒng)的接口電路相匹配。
優(yōu)缺點(diǎn)
光電編碼器
優(yōu)點(diǎn):體積小,精密,本身分辨度可以很高,無(wú)接觸無(wú)磨損;同一品種既可檢測(cè)角度位移,又可在機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置幫助下檢測(cè)直線位移;多圈光電編碼器可以檢測(cè)相當(dāng)長(zhǎng)量程的直線位移(如25位多圈)。壽m長(zhǎng),安裝隨意,接口形式豐富,價(jià)格合理。成熟技術(shù),多年前已在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。
缺點(diǎn):精密但對(duì)戶外及惡劣環(huán)境下使用提出較高的保護(hù)要求;量測(cè)直線位移需依賴機(jī)械裝置轉(zhuǎn)換,需消除機(jī)械間隙帶來(lái)的誤差;檢測(cè)軌道運(yùn)行物體難以克服滑差。
靜磁柵編碼器
優(yōu)點(diǎn):體積適中,直接測(cè)量直線位移,數(shù)字編碼,理論量程沒(méi)有限制;無(wú)接觸無(wú)磨損,抗惡劣環(huán)境,可水下1000米使用;接口形式豐富,量測(cè)方式多樣;價(jià)格尚能接受。
缺點(diǎn):分辨度1mm不高;測(cè)量直線和角度要使用不同品種;不適于在精小處實(shí)施位移檢測(cè)(大于260毫米)。