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详细分析我国光电编码器行业分析

日期:2021-11-01 09:30:42   来源:中国项目工程咨询网   浏览:
    光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是应用最多的传感器,光电编码器是由光源、光码盘和光敏元件组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴,电动机旋转时,光栅盘与电动机同速旋转,经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号,通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外,为判断旋转方向,码盘还可提供相位相差90度的两路脉冲信号。

  光电编码器有哪些类型

  (一)增量式编码器

  增量编码器可以将位移转换为周期性的电信号,然后将该电信号转换为计数脉冲,并通过计数设备知道其位置。增量式光电编码器的特性是每个输出脉冲信号都对应一个增量位移,但是位置上的增量不能通过输出脉冲来区分。它可以产生等效于位移增量的脉冲信号,其功能是为连续位移的离散化或增量以及位移变化(速度)提供一种传感方法。它相对于参考点。位置增量不能直接检测轴的绝对位置信息。一般而言,增量式光电编码器输出彼此之间具有90°电角度的A和B脉冲信号(所谓的两组正交输出信号),从而可以容易地判断旋转方向。同时,还有一个Z相标记(指示)脉冲信号用作参考标记,并且每当码盘旋转一圈时,仅发出一个标记信号。标记脉冲通常用于指示机械位置或清除累积量。

  (二)绝对式编码器

  绝对编码器的每个位置都对应一个特定的数字代码,因此其指示仅与测量的开始和结束位置有关,与测量的中间过程无关,其位置由输出代码的读数确定。断开电源后,绝对编码器不会与实际位置分开。再次打开电源时,位置读数仍为当前状态。绝对值编码器可以直接输出大量数字量。代码光盘上将有几个代码通道,并且代码通道的数量是二进制数字。每个条形码轨道均由透光且不透明的扇形区域组成,并使用光电传感器收集信号。光源和光敏元件分别布置在代码盘的两侧,使得光敏元件可以根据是否接收到光信号来执行电平转换,并输出二进制数,并在不同位置输出不同的数字代码。因此,可以检测绝对位置。但是分辨率是由二进制中的位数决定的,这意味着精度取决于位数。优点:角度坐标的绝对值可以直接读取,没有累积误差,断电后位置信息也不会丢失。编码器的抗干扰特性和数据可靠性大大提高。

  (三)混合式绝对值编码器

  混合式绝对值编码器,它输出两组重要的信息:一组信息是用来检测磁极位置的,具有绝对信息功能;另一组信息与增量编码器的输出信息是完全相同的。

  (四)旋转变压器

  旋转变压器简称为旋变,它是一种基于可变耦合原理的交流控制电动机。 它的次级输出电压与转子角具有确定的函数关系。 由高性能硅钢层压板和具有特殊电磁设计的漆包线组成,与采用光电技术的编码器相比,它具有耐热性和抗振性、对恶劣工作环境的适应性,例如抗冲击性,耐油污性,甚至耐腐蚀性。

  (五)正余弦伺服电机编码器

  正弦余弦伺服电机编码器由一个以中心轴为中心的光电编码盘组成,上面有环形和深色的刻线,由光电发射和接收装置读取,并获得四组正弦波信号形成正弦余弦伺服电机编码伺服驱动器无需高频通信即可获得高精度细分,从而降低了硬件要求。同时,由于单转角度信号,伺服电机可以平稳启动,启动转矩大。

  光电编码器行业分析

  编码器是精密加工领域关键的高端传感器,功能主要是辅助电机侦测角度、速度和位置,编码器直接决定了伺服系统的精度。

  不过,由于编码器结构过于精密复杂,并且涉及光、电、机跨学科,核心技术及高端芯片供应一直以来被德、日企业垄断。据统计,海德汉和日本多磨川的编码器产品在国内市场份额已经超过50%,在国内,低端编码器(磁编码器)部分已经实现国产化,中高端领域(光电编码器)的替代还在逐步推进。要打破国外编码器垄断局面,推进下游产业链加快国产化替代,关键是核心芯片突破,光电池芯片就是“卡脖子”技术。

  在国内编码器市场,欧美品牌占据高端市场,占三分之一以上的市场份额,产品价格定位高端,在重工和风电等新能源领域具有优势;日韩品牌主要占据中端市场,也占三分之一以上的市场份额,产品价格定位中端,在电梯、机床、伺服电机等行业应用较为广泛;而大陆企业主要参与中低端市场的竞争,产品价格较低,以占市场近半销售量仅获得25%的大陆市场销售份额。


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