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          如何使用示波器對編碼器測量進行故障排除?

          發表時間:2021-08-19 18:13【 閱讀量:-

            編碼器是一種機電設備,通過將機械運動轉換為數字信號來識別電機軸的角位置。旋轉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。


            光學傳感是一種廣泛應用于編碼器的技術。具有等間距孔的間歇盤與編碼器的轉子連接。帶有光電探測器的LED光源與滅弧室的槽口通道對齊。當轉子旋轉且光通過槽口時,光電探測器產生脈沖。編碼器數字信號的輸出取決于中斷盤中的通道數。

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            在大多數情況下,至少應在滅弧盤上切斷兩個通道。具有更高分辨率要求的編碼器有多個通道,有時多達十幾個。當光照在光電探測器上時,光電探測器輸出最大電壓脈沖。當沒有光時,就沒有電壓。因此,編碼器的輸出將是數字信號。如果編碼器有單通道滅弧盤,則只有一對輸出電纜。


            雙通道滅弧盤有兩組輸出電纜。輸出電纜的數量是滅弧盤上通道數量的兩倍。數字輸出用于計算電機的速度、角位移和方向。


            用示波器測試編碼器:


            需要示波器來測試編碼器。示波器是一種測試儀器,它可以在二維圖形上顯示待測電壓隨時間的變化。它們可用于觀察和比較編碼器信號的振幅、頻率和方向。間歇盤上的槽口設計用于使一個通道的輸出信號在相同的時間內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。


            占空比是信號有效期的一小部分,其中周期指完成切換周期所需的時間。間歇圓盤中的兩個通道設計為彼此交錯90°。該偏移有助于區分轉子的順時針和逆時針旋轉。高壓或低壓段表示180°的電動旋轉。該占空比的一半表示90°的電氣旋轉。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。如果來自AA'的信號與來自BB'的信號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。


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            編碼器不同問題的故障排除:


            當編碼器的操作出現問題時,建議在故障排除之前檢查機械和環境因素??赡苁嵌搪?、松耦合或其他環境問題。在下一步進行故障排除之前,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,請將其與正在運行的編碼器交換,以確定問題是否由故障編碼器引起。


            使用萬用表:


            可以使用簡單的萬用表測量編碼器的參數。萬用表可測量旋轉編碼器的平均電壓、峰值電壓、頻率和占空比。這可與制造商指示的標準輸出進行比較,并可確定編碼器是否有故障。


            在編碼器發生故障的大多數情況下,即使編碼器發生故障,萬用表測得的值也正常。在這種情況下,示波器是故障排除的必要條件。


            編碼器抖動:


            抖動由示波器上脈沖的向前和向后移動表示。抖動是由偏心間歇圓盤引起的。當偏心盤在殼體中移動時,兩個通道似乎相對移動。這將導致通道A和通道B之間的相位隨每次旋轉而變化。


            編碼器抖動的特點是抖動只出現在一個通道上。如果所有通道中的信號都抖動,則可能表明示波器有故障或編碼器抖動以外的錯誤。如果確定編碼器抖動,則應將零件送至制造商進行維修或更換。


            信號閃爍:


            信號閃爍是輸出信號中的尖峰。它可能與編碼器抖動相混淆。然而,編碼器抖動在相位變化中顯示出一致的模式,并且信號閃爍似乎是隨機的。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,信號閃爍是正常操作的一部分。如果使用插值,則它是設備規范的一部分。如果觀察到閃爍信號,請查閱設備數據表,以檢查其是否屬于正常操作的一部分。


            擴展編碼器脈沖:


            當輸出脈沖的前沿或后緣被拉長時,通道上的槽口被交叉的次數可能被錯誤讀取。這可能導致軸的速度和位置計算不正確。


            安裝問題是編碼器脈沖擴展的常見原因。耦合器松動可能會對脈沖造成微小的意外沖擊,且易于維修。當松動編碼器隨電機軸旋轉時,示波器上顯示為寬擴展脈沖。擴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安裝不當造成的,可通過正確重新安裝設備來解決。


            低振幅信號:


            低振幅信號看起來像方波,但振幅遠低于設備規格。信號的振幅過低,控制器或PLC無法讀取。這通常是由于線路連接不良或來自不同信道的串擾造成的。同樣,該讀數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到全振幅。在示波器上,它看起來像一條類似于魚翅的圓形曲線。這可防止控制器或計數器清除檢測脈沖。這可能是由于用于傳輸輸出信號的長電纜造成的。低電容雙絞線可以用來減少這種失真。


            延遲的其他原因可能是負載、速度和/或編碼器電阻。一般來說,當編碼器的分辨率較高時,延時會更大。


            步進編碼器脈沖:


            使用步進編碼器脈沖,示波器上輸出信號的振幅將以多個步驟而不是單步上升和下降。這使得信號接收器難以準確計數,并導致速度和位置計算錯誤。這些步驟在所有通道中顯示相同。該錯誤是由編碼器輸出側的各種電纜短路引起的,可通過移除任何雜散導線、開路絕緣或短路電纜輕松糾正。

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