怎么消除增量編碼器信號(hào)干擾？

文章來(lái)源：http://www.xpg002.com/  發(fā)布時(shí)間：2019/04/10    點(diǎn)擊數(shù)： 　　你有沒有碰到過干擾問題呢?自動(dòng)化控制中，干擾這個(gè)問題經(jīng)常會(huì)有人談起,各種排除干擾的故事也有各式各樣的,有說用雙絞屏蔽電纜的,有說如何做好接地的,我聽過最夸張的故事是在接地的地樁上撒把鹽的，我因?yàn)榻?jīng)常在網(wǎng)上宣傳絕對(duì)值編碼器，也有網(wǎng)友碰到增量編碼器信號(hào)的干擾問題也會(huì)找到我。
　　到最后我只是問他，用的是什么編碼器（型號(hào)與信號(hào)）后，給了他一個(gè)建議：扔了吧！換個(gè)重新選型的。干擾問題首先就是編碼器的選型問題，別只迷信是不是進(jìn)口的，編碼器的選型正確才是第一步的，打鐵還要自身硬啊。

　　怎么消除增量編碼器信號(hào)干擾？

　　其一，把電機(jī)轉(zhuǎn)起來(lái)，用示波器檢查編碼器脈沖波形的高低電平和波形，既要看高電平的幅值，也要看低電平的幅值，應(yīng)該是“天”和“地”才對(duì)。不是“天”“地”，就要看看編碼器的信號(hào)接口是否做到了阻抗匹配。另外，還要看編碼器信號(hào)的脈沖沿，脈沖沿要陡峭，否則也是問題。

　　其二，用trace錄波看裝置內(nèi)部的編碼器信號(hào)，是否波形有問題。如果噪聲（波形的毛刺）嚴(yán)重，那是信號(hào)受到了干擾。

　　檢查這些，需要把變頻器的控制方式設(shè)置成無(wú)編碼器反饋的V/F控制或者矢量控制。也就是把編碼器反饋功能屏蔽掉。

　　其三，屏蔽技術(shù)，選擇全金屬無(wú)螺絲封閉外殼屏蔽的編碼器

　　1.靜電屏蔽:靜電屏蔽就是用銅或鋁等導(dǎo)電性能良好的金屬為材料制作成封閉的金屬外殼,并與地線連接,把需要屏蔽的編碼器電路置于其中,使外部干擾電場(chǎng)的電力場(chǎng)不影響其內(nèi)部的電路。反過來(lái),編碼器內(nèi)部電路產(chǎn)生的電力線也無(wú)法外逸去影響外電路。靜電屏蔽不但能夠防止靜電干擾,也一樣能防止交變電場(chǎng)的干擾,所以許多儀器的外殼用導(dǎo)電材料制作并且接地。

　　作為金屬屏蔽層的外殼，應(yīng)全包裹屏蔽的，并盡量沒有帶有尖角部分和不同金屬材質(zhì)的螺絲，金屬導(dǎo)體尖角因“尖端效應(yīng)”而成為一個(gè)電場(chǎng)畸變的干擾吸收天線。同樣的，不同材質(zhì)的螺絲因?yàn)榻饘偬匦缘牟煌粯訒?huì)有邊界的尖端效應(yīng)而引入干擾。編碼器外殼邊角圓滑并應(yīng)用無(wú)螺絲的封裝技術(shù)，可保證金屬屏蔽層的最佳效果。

　　2.低頻磁屏蔽:低頻磁屏蔽就是用來(lái)隔離低頻磁場(chǎng)和固定磁場(chǎng)耦合干擾的有效措施。任何通過電流的導(dǎo)線或線圈周圍都存在磁場(chǎng),客觀存在磁場(chǎng),它們可能對(duì)檢測(cè)儀器的信號(hào)線或者儀器造成磁場(chǎng)耦合干擾。為了防止磁場(chǎng)耦合干擾,必須采用高導(dǎo)磁材料作屏蔽層,以便讓低頻干擾磁力線從磁阻很小的磁屏蔽層上通過,使低頻磁屏蔽層內(nèi)部的電路免受低頻磁場(chǎng)耦合干擾的影響。例如,儀器的鐵皮外殼就起到低頻磁屏蔽的作用。若進(jìn)一步將外殼接地,以同時(shí)起靜電屏蔽的作用。

　　金屬鐵制的外殼，或者較大的編碼器金屬鋁制的外殼,可使得外部磁干擾源遠(yuǎn)離內(nèi)部電源、傳感器及內(nèi)部MCU，吸收外部磁場(chǎng)的變化能量，全金屬屏蔽層可吸收低頻磁振蕩產(chǎn)生的能量。減弱磁源磁場(chǎng)的干擾。

　　3.電磁屏蔽:電磁屏蔽也是采用導(dǎo)電良好的金屬材料做成屏蔽罩、屏蔽盒等不同的外形,將被保護(hù)的電路包圍在其中。它屏蔽的干擾對(duì)象不是電場(chǎng),而是高頻(40KHz以上)磁場(chǎng)。干擾源產(chǎn)生的高頻磁場(chǎng)遇到導(dǎo)電良好的電磁屏蔽層時(shí),就在其外表面感應(yīng)出同頻率的電渦流,從而消耗了高頻干擾的能量，從而使電磁屏蔽層內(nèi)部的電路免受高頻干擾磁場(chǎng)的影響。

　　4，減少信號(hào)傳輸?shù)慕泳€端子尖角線頭，盡量一根電纜線直接到接收端。信號(hào)傳輸中間的接收電纜線頭是一個(gè)暴露的干擾吸收“天線”單元，尤其是線頭和金屬尖角，好像是伸出去的天線，這連接線纜時(shí)應(yīng)盡量沒有暴露外翹的線頭，做圓滑性處理，在信號(hào)傳輸中應(yīng)盡力避免線頭與尖角。

　　增量編碼器的信號(hào)選擇，應(yīng)選擇具有反相通道的輸出信號(hào)，應(yīng)選擇A+A-B+B-Z+Z-的6通道信號(hào)輸出類型的增量編碼器，其中，推挽式含反相信號(hào)6通道HTL-G6（A/A-,B/B-,Z/Z-)，一方面其9—30V的寬電源優(yōu)點(diǎn)與極性、短路保護(hù)不易損壞，另一方面由于干擾源對(duì)于編碼器正反相的信好的干擾作用相當(dāng)，干擾在編碼器接收設(shè)備中可抵消，此類增量編碼器信號(hào)傳遞可達(dá)到無(wú)干擾傳輸，傳遞也更遠(yuǎn)（專用電纜200米,依據(jù)電纜與現(xiàn)場(chǎng)情況），此類信號(hào)以歐系變頻器接口為主，在冶金、港口機(jī)械中應(yīng)首先考慮使用。