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Singleturn vs. Multiturn

2022年3月29日

对于旋转编码器,使用了单圈和多圈术语。两者之间的区别是,对于单圈编码器,输出代码随着编码器轴每转一圈而重复。没有能够指明编码器是转了一圈还是转了1000圈的数据。对于多圈绝对式编码器,在一定的圈数范围内(例如4096),每一圈的每个轴位置的输出代码是唯一的。

多圈编码器应用的一个实例是,通过测量精密滚珠丝杠的转数来提供线性位置反馈。某个直线运动可通过特定转数的转动实现。如果通电时需要了解系统的确切位置,则需要拥有在没有主电源的情况下计算转数的附加能力。这在关闭机器主电源并手动移动系统的情况下非常有用。

只需要单圈编码器的实例是,系统的旋转运动受到硬件限制,小于一个整圈。例如,汽车前(转向)轮的位置只能左右旋转+/-30度。测量转向角的编码器不需要计算超过0 - 60度的运动,因此多圈计数器与此类应用不相关。

表现两种类型编码器之间区别的另一种方法是,将单圈编码器想象成只有分针的时钟,而将多圈编码器想象成同时有分针和时针的时钟。两种类型的编码器在一圈内都拥有60个位置,但多圈编码器(带时针的时钟)可以计算多达12个整圈的位置。

一些多圈编码器的附加功能是,即使编码器未通电,也能计算整圈转数。为了实现这一附加功能,多圈编码器需要额外的硬件才可以计算转数。这可以通过下述方式实现:

  • 电池供电型:电池可以在多个加电循环中保持计数。它使用节能电气设计来检测运动。
  • 齿轮型:齿轮传动系统以机械方式存储转数。
  • 自供电型:这些编码器使用能量收集原理从运动轴生成电能。这一原理于2007年提出,使用Wiegand传感器产生足以为编码器供电的电能,并将转数写入非易失性内存。

Left: single-turn; right: multi-turn



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Posted in: Encoder knowledge