SEW编码器EV1T 1857088

德国SEW编码器根据检测原理，德国SEW编码器编码器分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。

SEW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；SEW编码器每转过一个单位，SEW编码器就输出一个脉冲，故称之为增量式。SEW编码器的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。SEW编码器缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。SEW编码器增量式编码器输出信号有长线输出，开集输出，电压输出，推拉互补输出四种方式。SEW编码器机械结构上分的话有中空轴和带轴编码器，可以满足各种不同的应用场合。

SEW绝对编码器是直接输出数字量的传感器，SEW编码器的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是SEW编码器的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每码一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。这种SEW编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。SEW编码器以某一点为参考原点，数据线始终输出编码器轴的当前位置偏离原点的距离的数据信息，是称绝对式SEW编码器。比如，一款10位BCD码输出的编码器分辨率为360C/T，那么每个单位对应1°，如果轴偏离原点一个单位，也就是处在1°的位置，那么输出0000000001，如果偏离50°的位置，那么输出就是0001010000.

绝对式编SEW编码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形，绝对编码器可有若干编码，根据读出码盘上的编码，检测绝对位置。SEW编码器由于这样的特点，绝对式编码器非常适合应用在跑轨迹的场合。SEW编码器的特点：总是输出当前角度坐标的绝对值；没有累积误差；电源切除后位置信息不会丢失。但是分辨率是由二进制的位数来决定的，也就是说精度取决于位数，目前有10位、14位、25位等多等。

SEW编码器混合式绝对值编码器，它输出两组信息：一组信息用于检测磁极位置，带有绝对信息功能；另一组则完全同增量式编码器的输出信息。SEW编码器从输出信号的编码方式来分类的话，有BCD码、GRAY码和2进制码输出；从输出方式来划分的话并行输出和串行输出；从分辨率来划分，有从8位到36位不等。此外，绝对式SEW编码器还有单圈和多圈之分。

1.      SEW编码器的特点及用途

 SEW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；SEW编码器在传感器的分类中，他归属于角位移传感器。

根据SEW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. SEW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

SEW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） SEW编码器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） SEW编码器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）SEW编码器机体是装配圆光栅,指示光栅等部件的载体。

（4）SEW编码器发光器件一般是红外发光管。

（5）SEW编码器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 SEW编码器工作原理

SEW编码器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,SEW编码器感光器件接收到的扫描光信号会发生变化,SEW编码器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SEW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SEW编码器来进行检测的：数控机床刀架的对零校准也是通过SEW编码器来实施的。

   (2) SEW编码器在PLC上的应用：一般PLC上都有高速信号输入口，编码器可以作为高速信号输入元件，使PLC更加迅速和精准地实施闭环控制。而在变频器上其一般接变频器的PG卡上。

   （3） SEW编码器用在电梯上，用于测量电梯的升降速度和位置。

5. 产品介绍

5.1 产品分类：

（1） SEW编码器绝对型：其输出信号为计算机能直接识别的二进码，BCD码或格雷码。

（2） SEW编码器增量型：其输出信号为连续的方波脉冲，我公司增量型编码器又分为以下几种：

A. 主轴型：SEW编码器其特点为可制作30～3600 P / R的脉冲，规格齐全，适合多种场合。基本型号有ISC、ISL、ISCA、等系列

    B. 中空型：SEW编码器其特点为可制作30～3600 P / R的脉冲,采用弹簧板连接，安装方便,适合于DC和AC马达。基本型号IHC、IHA等系列。

C. 手动型：SEW编码器其特点为可制作25～100 P / R的脉冲，手感均匀、灵活，体积更小，使用寿命更长。基本型号有ISM等系列。

5.2 型号解说

（1） SEW编码器型号的编排参照样本。

（2） SEW编码器信号输出说明

B ——表示A、B两信号输出，信号相差90度。

BZ ——表示A、B两信号输出，信号相差90度+原点信号输出。

（3） 信号输出形式说明

E ——表示电压输出（4.5V～13.2V）。

C ——表示集电极开放输出，有NPN型集电极开放输出（4.5V～13.2V）、NPN型高电压集电极开放输出（10.8V～26.4V）、

C2------PNP型高电压集电极开放输出（10.8V～26.4）。

          F ——表示推拉（互补，推挽）输出（10.8V～26.4V）。

          L ——表示长线驱动输出（4.75V～5.25V）。

          T--------表示长线驱动输出（10.8V～26.4V）。

6. SEW编码器选型必须了解的五个参数

脉冲数（每转输出脉冲数P / R）；信号输出形式（信号路数及信号输出形式）；电源电压（5～12V为低电压，12～24为高电压）；轴径（mm）；外型尺寸（mm）。

（例：用户要求订购100脉冲、三路信号长线驱动器输出、电压5V、轴径6mm、外形尺寸38mm的，则我们编码器的型号为“CTX100ISCG3806BZ1—5L”。

SEW编码器光电编码器是一种集光、机、电为一体的数字检测装置，SEW编码器是一种通过光电转换，将输至轴上的机械、几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器，SEW编码器主要用于速度或位置（角度）的检测。具有精度高、响应快、抗干扰能力强、性能稳定可靠等显著的优点。SEW编码器按结构形式可分为直线式编码器和旋转式编码器两种类型。 

SEW编码器主要由光栅、光源、检读器、信号转换电路、机械传动等部分组成。SEW编码器光栅面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；SEW编码器分别用两个光栅面感光。SEW编码器由于两个光栅面具有90°的相位差，因此将该输出输入数字加减计算器，SEW编码器就能以分度值来表示角度。SEW编码器它们的节距从光电编码器的输出信号种类来划分，可分为增量式和绝对值式两大类。 

SEW编码器旋转增量式编码器转动时输出脉冲，SEW编码器通过计数设备来知道其位置，当编码器不动或停电时，依靠计数设备的内部记忆来记住位置。SEW编码器这样，当停电后，编码器不能有任何的移动；SEW编码器当来电工作时，编码器输出脉冲过程中，也不能有干扰而丢失脉冲，不然，SEW编码器计数设备记忆的零点就会偏移，而且这种偏移的量是无从知道的，SEW编码器只有错误的生产结果出现后才能知道。 

SEW编码器光码盘上有许多道刻线，SEW编码器每道刻线依次以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)，这就称为位绝对编码器。这样的编码器是由码盘的机械位置决定的，SEW编码器不受停电、干扰的影响。SEW编码器绝对编码器由机械位置决定的每个位置的性，SEW编码器无需记忆，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，SEW编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。由于绝对编码器在定位方面明显地优于增量式编码器，已经越来越多地应用于工业控制定位中。 

SEW编码器信号输出有并行输出、串行输出、总线型输出、变送一体型输出等输出形式。SEW编码器串行输出是时间上数据按照约定，有先后输出；空间上，所有位数的数据都在一组电缆上(先后)发出。这种约定称为“通讯协议”，其连接的物理形式有RS232、RS422(TTL)、RS485等。串行输出连接线少，传输距离远，可靠性就大大提高了，但传输速度比并行输出慢。对于SEW编码器，SEW编码器信号并行输出是时间上数据同时发出：空间上，每个位数的数据各占用一根线缆。对于位数不高的绝对编码器，一般就直接以此形式输出数码，可直接进入PLC或上位机的I／O接口。这种方式输出即时，连接简单。但是，对于位数较多的绝对编码器，有许多芯电缆，由此带来工程难度和诸多不便、降低了可靠性。因此，SEW编码器在绝对编码器多位数输出一般不采用并行输出型，而是选用串行输出或总线型输出。 

二、光电编码器的分类 

按测量方式的分类： 

        SEW编码器旋转编码器 

         SEW编码器直尺编码器 

按编码方式的分类： 

        SEW编码器绝对式编码器 

         SEW编码器增量式编码器 

          SEW编码器混合式编码器 

三、SEW编码器光电编码器的应用 

近十几年来，SEW编码器光电编码器发展为一种成熟的多规格、高性能的系列工业化产品，在数控机床、机器人、雷达、光电经纬仪、地面指挥仪、高精度闭环调速系统、伺服系统等诸多领域中得到了广泛的应用。 

  SEW编码器电容传感器具有测量分辨力和测量准确度高等特点，在很多场合被作为高精测量仪器使用，但因其自身缺陷，只能使用在微小位移的测量中，无法满足大位移测量的要求。80年代容栅传感器的出现，彻底的改变了这种情况。借鉴了光栅的结构形式，工程师把电容做成栅型，大大提高了测量的精度和范围，实现了大位移高精度测量。

    SEW编码器容栅传感器相对于其他类型的传感器有许多突出的优点[2]：

    1、量程大、分辨率高。在线位移测量时，分辨率为2mm时，量程可达到20m，在角位移测量时，分辨率为0.1°时，量程为4096圈。其测量速度也比较高，测量线速度可达到1.5m/s。

    2、容栅测量属非接触式测量，因此容栅传感器具有非接触传感器的优点，诸如测量时摩擦阻力可以减到小，不会因为测量部件的表面磨损而导致测量精度下降。

    3、结构简单。容栅传感器的敏感元件主要由动栅和静栅组成，信号线可以全部从静栅上引出，作为运动部件的动栅可以没有引线，为传感器的设计带来很大的方便。

    4、配用专用集成电路的容栅传感器是一种数字传感器，和计算机的接口方便，便于长距离传送信号，几乎无数据传输误差。数据更新速率可以达到每秒50次。

    5、功耗极小。正常工作电流小于10mA，传感器敏感元件可以长期工作，一粒钮扣电池可以连续工作1年以上。利用这个特点，可以设计出准绝对式的位移传感器。

    6、在价格上有很大优势，其性能价格比远高于同类传感器。

    SEW编码器容栅传感器有主要的问题是稳定性和可靠性，环境潮湿和外界电磁干扰的影响尤为显著，其次作为准绝对式传感器在长期断电工作时，需要定期更换电池，所以难于作为传感器用于长期自动测量。 

    SEW编码器容栅编码器是以脉冲数字量来表示容栅传感器敏感元件间相对位置信息，本文研究的容栅旋转编码器将容栅全部的结构密封在金属壳内，大大提高了容栅传感器的电磁兼容性和抗环境污染能力，为容栅原理用于自动测量奠定了基础。