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我公司生產的WTG係列閘門開度(高度)儀是專門用於測量、顯示和控製啟閉機、門機、吊車等起重設備開度(高度)的自動化測控儀器。用它可以實現起重設備開度(高度)指示數字化及控製自動化,是起重設備不可缺少的現代化設備。

一、設備的用途
主要用於閘門的開度(包括直門與弧形門)及各種位移的測量,顯示,及控製,達到工業自動一體化的目的。
二、設備的構成
整套儀表由主機儀表和高度傳感器(即編碼器)構成。主機儀表與高度編碼器由專用屏蔽信號線纜連接。
三、設備的介紹
要了解閘門開度(高度)儀的原理,應該先了解編碼器的原理,下麵對編碼器做一個比較簡單的介紹:
1.編碼器是一個什麽樣的設備?
編碼器是將信號或數據進行編製、轉換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設備。
2.編碼器的分類
按照工作原理編碼器可分為增量型和絕對型兩類。增量式編碼器是將位移轉換成周期性的電信號,再把這個電信號轉變成計數脈衝,用脈衝的個數表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個位置對應一個確定的數字碼,因此它的示值隻與測量的起始和終止位置有關,而與測量的中間過程無關。這也是絕對型編碼器比增量型編碼器性能更穩定,精確度更高,抗幹擾能力更強,無需掉電記憶的原因。這一點我們下麵馬上就會講到。
3.增量型編碼器與絕對型編碼器的區別
增量型編碼器在轉動時輸出脈衝,通過儀表讀取來知道當前位置,當編碼器不動或停電時,通過儀表的內部記憶來記住位置。這樣,當停電後,編碼器不能有任何的移動,當來電工作時,編碼器輸出脈衝過程中,也不能丟失脈衝,不然,計數設備記憶點就會偏移,而且這種偏移的多少是無從知道的,隻有比較數據後才能知道。
絕對編碼器光碼盤上有許多道刻線,每道刻線依次以2線、4線、8線、16線......編排,這樣,在編碼器的每一個位置,通過讀取每道刻線的通、暗,獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的唯一的2進製編碼(格雷碼),這就稱為n位絕對編碼器。這樣的編碼器是由碼盤的機械位置決定的,它不受停電、幹擾的影響。絕對編碼器一般均選用串行輸出或總線型輸出,絕對型編碼器串行輸出最常用的是SSI(同步串行輸出)。
4.單圈與多圈編碼器
單圈編碼器就是指編碼器在工作360°以後又回到原點重新開始記錄,所以對測量的量程有所限製。
多圈編碼器就是當中心碼盤旋轉時,通過齒輪傳動另一組碼盤(或多組齒輪,多組碼盤),在單圈編碼的基礎上再增加圈數的編碼,以擴大編碼器的測量範圍,這樣的絕對編碼器就稱為多圈式絕對編碼器,多圈編碼器的測量範圍大,並且點數會有很多富餘,因此在調試或者安裝時不用對零位,安裝調試都非常方便。
總結:從以上說明可以看出
1)簡單來說,在開度儀上,編碼器實際上就是一個記錄位移的設備,並把相應的唯一通過特定的方式傳輸;
2)絕對型編碼器的每個點是唯一的,所以它不受停電,幹擾的影響,並由於分辨率(每圈有2的N次方點)非常高,所以測量的精度也大大提高;
3)絕對型編碼器輸出分並行輸出與串行輸出,並行輸出接線比較多,遇到工況複雜的時候,還需要對信號進行隔離,有時候不太方便,所以,一般選用同步串行輸出(SSI)。
5.絕對型編碼器的分辨率
以我公司使用的丹麥斯堪納SAG-WT-1213-C100-CRW型號的絕對型編碼器為例,該編碼器為串行格雷碼輸出,有效圈數為2(12次方)共計4096圈,單圈點數為2(13次方)共計8192個點,這樣,編碼器就有33554432個獨立點用於測試。
那為什麽說絕對型編碼器的精度高呢?我的計算公式為:單圈高度÷單圈總點數;很明顯,單圈點數決定精度,打個比方說,一個直徑為2米的卷筒,其周長為直徑×3.14=6.28米;那麽卷筒轉一圈,編碼器也隨著卷筒轉一圈,如果編碼器為4095個點,則精度為6.28米÷4095=0.001533米=1.533毫米;如果編碼器一圈有8192個點,則精度為6.28米÷8192=0.0007666米=0.766毫米;比較後可以得出點數越多的編碼器分辨率更高,測量的精度也相應提高。

丹麥斯堪納(SAG)絕對型編碼器
該編碼器為增量型,最高響應頻率為100KHz,供電電壓為DC12V(我公司儀表),輸出形式為NPN開路輸出。特點是提高脈衝上升沿,同時,抗幹擾能力加強,主要用於中等開關頻率範圍。