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浅析编 码器的经济等级和标准工业等级

2017-04-20

          编码器是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和 存储的信号形式的设备。编码器根据使用情况,大致可 分为商用级与芯片级、经济级、标准工业级、各类特殊工业使用级。

          商用级与芯片级:
          例如打印机,磁卡机内部的编码器,构造简单,很多外壳都没有的,几乎不用谈温度、防尘防 水和电磁兼容的,价格极其便宜。芯片级:价格很低,目前国 外一些半导体芯片厂家提供,或下游 厂家简单封装的,无外壳或简单外壳,电源和 信号仅简单处理,适用于 厂家二次电路开发,接收线 路距离编码器不宜超过50cm,一些流量计、阀门电 调厂家选用此等级,该类编 码器的防护与电磁兼容抗干扰,应由二 次开发的厂家去兼顾的,如不了解,较易造成损坏。

          经济级与工业级:
          经济级 的已有简单封装与简单处理,适用于单机设备,例如绣花机类的,但经济 级的特点就是与工业级比较的经济性,其设计 与选材都定位在经济实惠上,并不适合大型设备、流水线和工程项目,而工业级的设计、选材与 检测都是按标准工业要求做的,适合于各种工业设备、流水线和工程项目,两种级别的典型区别,可从外 观和参数表上看到的差别如下:

          1.轴承
             经济级 的转轴轴承为单轴承,(芯片级 的有些都不用滚珠轴承),有些经 济级的轴承外部是由卡子固定,可以看到卡簧(如下图),有些较聪明,轴承前 面加个零件遮住了卡簧,单轴承 的在使用一段时间后,由于受力支撑的单一,精度自 然就难以保证了,密封性也差些。而工业 级的是双滚珠轴承结构,多平衡支撑点,轴的精密性、抗冲击性、密封性都要高。双轴承的结构,对于轴 的加工精度和安装精度要求很高,因为如果精度不够,因两个 轴承的相互作用,转起来就有“卡”的感觉,所以拿着轴转一下,也可以 感觉到轴的精密性。奇怪的是,有些标称“高精度”的编码器,轴承也是单轴承方法,其“高精度”在长期使用下,我不知是如何保证的。

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码器的经济等级和标准工业等级

          2.外壳封装
             经济级 的外壳封装依赖于三个螺丝固定(在编码 器的外壳外径上如有三个螺丝固定,由于螺丝的顶入,而造成 外圆轻微变形而不圆,会影响密封性能),而工业 级的外壳没有螺丝固定,密封是挤压式+O型密封圈一次密封的。有些用 户以为工作环境没有尘、水汽的问题,怎么还会损坏呢?其实编码器在使用中,必然有 开机与停机的变化中,由于热 胀冷缩的温差而造成内外气压差,防护等级差的编码器,会产生“呼吸性”水汽,由于压 差水汽吸入编码器,因时间 的积累而损坏光学组件和电气线路,影响使 用或损坏编码器,较典型 的是用一段时间不准或信号不稳定。而有些 编码器在较高温度下使用出现问题,以为是温度问题,实际却是密封性问题。

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码器的经济等级和标准工业等级

           3.温度等级
              经济级的一般只有-10度~60度,一般不会超过70度,而工业 级的工作温度一般为零下20度~70度,好的为零下25度~80度的。温度等 级其实反映的是内部零件选用的等级,大家要知道,一般民 用级电子零件的温度大部分是到55度或60度,而到70度以上 的优级工业级零件价格常常就会贵一倍以上,不同的 等级不仅仅是温度问题,而且是 其在使用中反映的失效概率。而宽范 围不仅仅是可适用于这些极限温度范围,而且抗 温度冲击波动的能力好。有些用 户以为使用的环境到不了这些温度极限范围,55度就够了,但他们 忽视了开机关机等温度冲击波动可能对器件的损坏,以及内 部芯片的失效概率。

           4.输出信号与电源
              经济级 的输出大部分是集电极开路的PNP或NPN,电源与 信号没有极性保护和短路保护,集电极 开路输出为单边非平衡形。抗干扰 与信号远传要差,在有些工况下使用,尤其是工程型,其实是很不适用的。而工业 级的输出是推挽式(兼顾PNP与NPN),或差分 驱动的平衡输出,或其他标准工业信号。例如SSI信号,有些经济级的也标为SSI,但那个 并非标准工业级RS422的SSI,买回来 连起来才发现不对;工业级的电源为10-30Vdc,长距离 压降衰减不影响,信号线 往往带短路保护。很多工 业现场电源会有短瞬间的不稳定,宽电源很重要,确保编 码器工作不受影响,而极性 短路保护可避免工程及检修中的接错线、偶发事 故而损坏编码器。

            5.电磁兼容性
               经济级 电磁兼容等级不是很高,基本没 有为此的特别设计,而工业级电磁兼容性EMC一般要达到二级以上,(必须有 检测标准及提供检测证书),包括浪涌、快速脉冲群、静电等标准测试,这些指标,关系到 编码器在复杂电气环境下的稳定工作。

           6.内部零件
              内部零 件从外观上和参数表上无法看到,工业级的往往集成化、模块化高,线路板贴片式焊接,有三防处理。

           7.程序检 测与标准及最后成本
              标准工业级编码器,由于构 造设计及零部件的选用,零部件 成本可能是经济级编码器成本的几倍以上,再加上 检测程序与标准均高于经济级,所以,工业级 的编码器的成本远高于经济的。

          编码器 各类特殊工业使用级:比如防爆等级、汽车电子等级、高温等级(大于100度)、防浸水等级、超重载等级等。



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