編碼器是一種機(jī)電設(shè)備，通過(guò)將機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)來(lái)識(shí)別電機(jī)軸的角位置。旋轉(zhuǎn)編碼器是最常用的編碼器，雖然線性編碼器有一些特殊的使用情況。
光學(xué)傳感是一種廣泛應(yīng)用于編碼器的技術(shù)。具有等間距孔的間歇盤與編碼器的轉(zhuǎn)子連接。帶有光電探測(cè)器的LED光源與滅弧室的槽口通道對(duì)齊。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)且光通過(guò)槽口時(shí)，光電探測(cè)器產(chǎn)生脈沖。編碼器數(shù)字信號(hào)的輸出取決于中斷盤中的通道數(shù)。
在大多數(shù)情況下，至少應(yīng)在滅弧盤上切斷兩個(gè)通道。具有更高分辨率要求的編碼器有多個(gè)通道，有時(shí)多達(dá)十幾個(gè)。當(dāng)光照在光電探測(cè)器上時(shí)，光電探測(cè)器輸出最大電壓脈沖。當(dāng)沒有光時(shí)，就沒有電壓。因此，編碼器的輸出將是數(shù)字信號(hào)。如果編碼器有單通道滅弧盤，則只有一對(duì)輸出電纜。
雙通道滅弧盤有兩組輸出電纜。輸出電纜的數(shù)量是滅弧盤上通道數(shù)量的兩倍。數(shù)字輸出用于計(jì)算電機(jī)的速度、角位移和方向。
用示波器測(cè)試編碼器：
需要示波器來(lái)測(cè)試編碼器。示波器是一種測(cè)試儀器，它可以在二維圖形上顯示待測(cè)電壓隨時(shí)間的變化。它們可用于觀察和比較編碼器信號(hào)的振幅、頻率和方向。間歇盤上的槽口設(shè)計(jì)用于使一個(gè)通道的輸出信號(hào)在相同的時(shí)間內(nèi)具有高電壓和低電壓。因此，可以觀察到編碼器的輸出為占空比為50-50的方波。
占空比是信號(hào)有效期的一小部分，其中周期指完成切換周期所需的時(shí)間。間歇圓盤中的兩個(gè)通道設(shè)計(jì)為彼此交錯(cuò)90。該偏移有助于區(qū)分轉(zhuǎn)子的順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。高壓或低壓段表示180的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)。該占空比的一半表示90的電氣旋轉(zhuǎn)。編碼器的輸出電纜連接雙通道示波器觀察輸出波形，其外觀如圖2所示。如果來(lái)自AA'的信號(hào)與來(lái)自BB'的信號(hào)具有相同的振幅和頻率，并且偏移90，編碼器工作正常。否則，修理或更換編碼器。
編碼器不同問題的故障排除：
當(dāng)編碼器的操作出現(xiàn)問題時(shí)，建議在故障排除之前檢查機(jī)械和環(huán)境因素。可能是短路、松耦合或其他環(huán)境問題。在下一步進(jìn)行故障排除之前，必須完成基本檢查，如檢查輸入電壓和接線連接。如果有類似的工作編碼器，請(qǐng)將其與正在運(yùn)行的編碼器交換，以確定問題是否由故障編碼器引起。
使用萬(wàn)用表：
可以使用簡(jiǎn)單的萬(wàn)用表測(cè)量編碼器的參數(shù)。萬(wàn)用表可測(cè)量旋轉(zhuǎn)編碼器的平均電壓、峰值電壓、頻率和占空比。這可與制造商指示的標(biāo)準(zhǔn)輸出進(jìn)行比較，并可確定編碼器是否有故障。
在編碼器發(fā)生故障的大多數(shù)情況下，即使編碼器發(fā)生故障，萬(wàn)用表測(cè)得的值也正常。在這種情況下，示波器是故障排除的必要條件。
編碼器抖動(dòng)：
抖動(dòng)由示波器上脈沖的向前和向后移動(dòng)表示。抖動(dòng)是由偏心間歇圓盤引起的。當(dāng)偏心盤在殼體中移動(dòng)時(shí)，兩個(gè)通道似乎相對(duì)移動(dòng)。這將導(dǎo)致通道A和通道B之間的相位隨每次旋轉(zhuǎn)而變化。
編碼器抖動(dòng)的特點(diǎn)是抖動(dòng)只出現(xiàn)在一個(gè)通道上。如果所有通道中的信號(hào)都抖動(dòng)，則可能表明示波器有故障或編碼器抖動(dòng)以外的錯(cuò)誤。如果確定編碼器抖動(dòng)，則應(yīng)將零件送至制造商進(jìn)行維修或更換。
信號(hào)閃爍：
信號(hào)閃爍是輸出信號(hào)中的尖峰。它可能與編碼器抖動(dòng)相混淆。然而，編碼器抖動(dòng)在相位變化中顯示出一致的模式，并且信號(hào)閃爍似乎是隨機(jī)的。一些編碼器安裝允許插值以提高輸出的有效分辨率。在這種情況下，信號(hào)閃爍是正常操作的一部分。如果使用插值，則它是設(shè)備規(guī)范的一部分。如果觀察到閃爍信號(hào)，請(qǐng)查閱設(shè)備數(shù)據(jù)表，以檢查其是否屬于正常操作的一部分。
擴(kuò)展編碼器脈沖：
當(dāng)輸出脈沖的前沿或后緣被拉長(zhǎng)時(shí)，通道上的槽口被交叉的次數(shù)可能被錯(cuò)誤讀取。這可能導(dǎo)致軸的速度和位置計(jì)算不正確。
安裝問題是編碼器脈沖擴(kuò)展的常見原因。耦合器松動(dòng)可能會(huì)對(duì)脈沖造成微小的意外沖擊，且易于維修。當(dāng)松動(dòng)編碼器隨電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，示波器上顯示為寬擴(kuò)展脈沖。擴(kuò)展脈沖并不表示編碼器有問題。相反，該問題可能是由于編碼器和電機(jī)安裝不當(dāng)造成的，可通過(guò)正確重新安裝設(shè)備來(lái)解決。
低振幅信號(hào)：
低振幅信號(hào)看起來(lái)像方波，但振幅遠(yuǎn)低于設(shè)備規(guī)格。信號(hào)的振幅過(guò)低，控制器或PLC無(wú)法讀取。這通常是由于線路連接不良或來(lái)自不同信道的串?dāng)_造成的。同樣，該讀數(shù)并不表示編碼器有故障。檢查連接并重新連接編碼器將解決此問題。
魚翅脈搏：
脈沖的上升沿有一定的延遲以達(dá)到全振幅。在示波器上，它看起來(lái)像一條類似于魚翅的圓形曲線。這可防止控制器或計(jì)數(shù)器清除檢測(cè)脈沖。這可能是由于用于傳輸輸出信號(hào)的長(zhǎng)電纜造成的。低電容雙絞線可以用來(lái)減少這種失真。
延遲的其他原因可能是負(fù)載、速度和/或編碼器電阻。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)編碼器的分辨率較高時(shí)，延時(shí)會(huì)更大。
步進(jìn)編碼器脈沖：
使用步進(jìn)編碼器脈沖，示波器上輸出信號(hào)的振幅將以多個(gè)步驟而不是單步上升和下降。這使得信號(hào)接收器難以準(zhǔn)確計(jì)數(shù)，并導(dǎo)致速度和位置計(jì)算錯(cuò)誤。這些步驟在所有通道中顯示相同。該錯(cuò)誤是由編碼器輸出側(cè)的各種電纜短路引起的，可通過(guò)移除任何雜散導(dǎo)線、開路絕緣或短路電纜輕松糾正。
