HEIDENHAIN海德漢內置軸承增量式旋轉編碼器534912-12工作原理

內置軸承增量式旋轉編碼器是一種將機械旋轉運動轉換為電信號的關鍵傳感器，廣泛應用于工業自動化、機器人、電梯控制等領域。

核心結構組成

碼盤（Rotor Disk）

由金屬或玻璃材質制成，表面刻有均勻分布的透光槽口（如1024線/轉）。

旋轉時，槽口周期性遮擋光源，形成光信號變化。

光電傳感器（Optical Sensor）

包含發光二極管（LED）和光敏接收管（如A、B相）。

LED發射光束穿過碼盤槽口，被光敏接收管接收并轉換為電信號。

內置軸承系統

采用深溝球軸承或交叉滾子軸承，支撐編碼器軸旋轉，減少摩擦和振動。

軸承間距優化設計（如30mm），確保高速運動下的穩定性（如6000轉/分）。

信號處理電路

對光電傳感器輸出的模擬信號進行放大、濾波和整形，生成數字脈沖信號（如TTL或HTL電平）。

輸出A、B兩路相位差90°的方波信號，以及每轉一圈的Z相零位信號。

編碼器列舉

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光電轉換與脈沖生成

光信號調制

碼盤旋轉時，透光槽口周期性遮擋LED光束，光敏接收管輸出隨光強變化的電流信號。

示例：1024線碼盤每轉一圈產生1024個光脈沖。

信號整形與倍頻

原始信號經比較器轉換為方波，再通過倍頻電路（如4倍頻）提升分辨率。

1024線碼盤經4倍頻后，實際分辨率達4096 PPR（脈沖/轉）。

差分信號輸出（可選）

為增強抗干擾能力，輸出A+/A-、B+/B-、Z+/Z-差分信號，傳輸距離可達300米（HTL信號）。

應用場景

工業自動化

機床：控制主軸轉速和進給軸位置，實現高精度切削（如定位精度±0.001mm）。

機器人：監測關節旋轉角度，優化運動軌跡（如焊接機器人臂的重復定位精度±0.01°）。

電梯控制

監測轎廂位置和速度，配合變頻器實現平滑啟動/制動，避免超速或沖頂事故。

案例：某電梯廠商采用海德漢編碼器后，停靠精度提升至±2mm。

交通運輸

汽車：測量車輪轉速（ABS系統）和轉向角度（ESP系統），提升行駛安全性。

軌道交通：監測列車車門開關狀態和牽引電機轉速，實現故障預警。

HEIDENHAIN海德漢內置軸承增量式旋轉編碼器534912-12工作原理