眾多編碼器之一的經(jīng)濟(jì)級型

      編碼器是由圓光柵和指示光柵組成一對掃描系統(tǒng),在掃描系統(tǒng)的一側(cè)投射一束紅外光,在掃描系統(tǒng)的另一側(cè)的感光器件就可以收到掃描光信號;當(dāng)圓光柵轉(zhuǎn)動時,感光器件接收到的掃描光信號會發(fā)生變化,感光器件可以把光信號轉(zhuǎn)變成電信號并輸出給控制系統(tǒng)或儀表。
      一般編碼器的輸出信號為兩列成90度相位差的Sin信號和Cos信號（這是由指示光柵的窗口條紋刻線保證的）;這些信號的周期等于圓光柵轉(zhuǎn)過一個柵節(jié)（P）的移動時間,對Sin信號和Cos信號進(jìn)行放大及整形就可輸出方波脈沖信號。
下面我們來講講經(jīng)濟(jì)級與工業(yè)級的編碼器：
      經(jīng)濟(jì)級的編碼器已有簡單封裝與簡單處理，適用于單機(jī)設(shè)備，例如繡花機(jī)類的，但經(jīng)濟(jì)級的特點就是與工業(yè)級比較的經(jīng)濟(jì)性，其設(shè)計與選材都定位在經(jīng)濟(jì)實惠上，并不適合大型設(shè)備、流水線和工程項目，而工業(yè)級的設(shè)計、選材與檢測都是按標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)要求做的，適合于各種工業(yè)設(shè)備、流水線和工程項目，兩種級別的典型區(qū)別，可從外觀和參數(shù)表上看到的差別如下：
1.軸承
      經(jīng)濟(jì)級的轉(zhuǎn)軸軸承為單軸承，（芯片級的有些都不用滾珠軸承），有些經(jīng)濟(jì)級的軸承外部是由卡子固定，可以看到卡簧（如下圖），有些較聰明,軸承前面加個零件遮住了卡簧，單軸承的在使用一段時間后，由于受力支撐的單一，精度自然就難以保證了，密封性也差些。而工業(yè)級的是雙滾珠軸承結(jié)構(gòu)，多平衡支撐點，軸的精密性、抗沖擊性、密封性都要高。雙軸承的結(jié)構(gòu)，對于軸的加工精度和安裝精度要求很高，因為如果精度不夠，因兩個軸承的相互作用，轉(zhuǎn)起來就有“卡”的感覺，所以拿著軸轉(zhuǎn)一下，也可以感覺到軸的精密性。奇怪的是，有些標(biāo)稱“高精度”的編碼器，軸承也是單軸承方法，其“高精度”在長期使用下，我不知是如何保證的。
2.外殼封裝
      經(jīng)濟(jì)級的外殼封裝依賴于三個螺絲固定（在編碼器的外殼外徑上如有三個螺絲固定，由于螺絲的頂入，而造成外圓輕微變形而不圓，會影響密封性能），而工業(yè)級的外殼沒有螺絲固定，密封是擠壓式+O型密封圈一次密封的。有些用戶以為工作環(huán)境沒有塵、水汽的問題，怎么還會損壞呢？其實編碼器在使用中，必然有開機(jī)與停機(jī)的變化中，由于熱脹冷縮的溫差而造成內(nèi)外氣壓差，防護(hù)等級差的編碼器，會產(chǎn)生“呼吸性”水汽，由于壓差水汽吸入編碼器，因時間的積累而損壞光學(xué)組件和電氣線路，影響使用或損壞編碼器，較典型的是用一段時間不準(zhǔn)或信號不穩(wěn)定。而有些編碼器在較高溫度下使用出現(xiàn)問題，以為是溫度問題，實際卻是密封性問題。
3.溫度等級
      經(jīng)濟(jì)級的一般只有-10度~60度，一般不會超過70度，而工業(yè)級的工作溫度一般為零下20度~70度，好的為零下25度~80度的。溫度等級其實反映的是內(nèi)部零件選用的等級，大家要知道，一般民用級電子零件的溫度大部分是到55度或60度，而到70度以上的優(yōu)級工業(yè)級零件價格常常就會貴一倍以上，不同的等級不僅僅是溫度問題，而且是其在使用中反映的失效概率。而寬范圍不僅僅是可適用于這些極限溫度范圍，而且抗溫度沖擊波動的能力好。有些用戶以為使用的環(huán)境到不了這些溫度極限范圍，55度就夠了，但他們忽視了開機(jī)關(guān)機(jī)等溫度沖擊波動可能對器件的損壞，以及內(nèi)部芯片的失效概率。
4.輸出信號與電源
      經(jīng)濟(jì)級的輸出大部分是集電極開路的PNP或NPN，電源與信號沒有極性保護(hù)和短路保護(hù)，集電極開路輸出為單邊非平衡形。抗干擾與信號遠(yuǎn)傳要差，在有些工況下使用，尤其是工程型，其實是很不適用的。而工業(yè)級的輸出是推挽式（兼顧PNP與NPN），或差分驅(qū)動的平衡輸出，或其他標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)信號。例如SSI信號，有些經(jīng)濟(jì)級的也標(biāo)為SSI，但那個并非標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)級RS422的SSI，買回來連起來才發(fā)現(xiàn)不對；工業(yè)級的電源為10-30Vdc，長距離壓降衰減不影響，信號線往往帶短路保護(hù)。很多工業(yè)現(xiàn)場電源會有短瞬間的不穩(wěn)定，寬電源很重要，確保編碼器工作不受影響，而極性短路保護(hù)可避免工程及檢修中的接錯線、偶發(fā)事故而損壞編碼器。
5.電磁兼容性
      經(jīng)濟(jì)級電磁兼容等級不是很高，基本沒有為此的特別設(shè)計，而工業(yè)級電磁兼容性EMC一般要達(dá)到二級以上，（必須有檢測標(biāo)準(zhǔn)及提供檢測證書），包括浪涌、快速脈沖群、靜電等標(biāo)準(zhǔn)測試，這些指標(biāo)，關(guān)系到編碼器在復(fù)雜電氣環(huán)境下的穩(wěn)定工作。
6.內(nèi)部零件：
      內(nèi)部零件從外觀上和參數(shù)表上無法看到，工業(yè)級的往往集成化、模塊化高，線路板貼片式焊接，有三防處理。
7.檢測程序與標(biāo)準(zhǔn)及zui后的成本：
      標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)級編碼器，由于構(gòu)造設(shè)計及零部件的選用，零部件成本可能是經(jīng)濟(jì)級編碼器成本的幾倍以上，再加上檢測程序與標(biāo)準(zhǔn)均高于經(jīng)濟(jì)級，所以，工業(yè)級的編碼器的成本遠(yuǎn)高于經(jīng)濟(jì)的。
各類特殊工業(yè)使用級：比如防爆等級、汽車電子等級、高溫等級（大于100度）、防浸水等級、超重載等級等。