怎么消除增量編碼器信號干擾？

文章來源：http://www.9944342.com/  發布時間：2019/04/10    點擊數： 　　你有沒有碰到過干擾問題呢?自動化控制中，干擾這個問題經常會有人談起,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，我因為經常在網上宣傳絕對值編碼器，也有網友碰到增量編碼器信號的干擾問題也會找到我。
　　到最后我只是問他，用的是什么編碼器（型號與信號）后，給了他一個建議：扔了吧！換個重新選型的。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干擾？

　　其一，把電機轉起來，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，應該是“天”和“地”才對。不是“天”“地”，就要看看編碼器的信號接口是否做到了阻抗匹配。另外，還要看編碼器信號的脈沖沿，脈沖沿要陡峭，否則也是問題。

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

　　檢查這些，需要把變頻器的控制方式設置成無編碼器反饋的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，選擇全金屬無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,使外部干擾電場的電力場不影響其內部的電路。反過來,編碼器內部電路產生的電力線也無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的干擾,所以許多儀器的外殼用導電材料制作并且接地。

　　作為金屬屏蔽層的外殼，應全包裹屏蔽的，并盡量沒有帶有尖角部分和不同金屬材質的螺絲，金屬導體尖角因“尖端效應”而成為一個電場畸變的干擾吸收天線。同樣的，不同材質的螺絲因為金屬特性的不同，一樣會有邊界的尖端效應而引入干擾。編碼器外殼邊角圓滑并應用無螺絲的封裝技術，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隔離低頻磁場和固定磁場耦合干擾的有效措施。任何通過電流的導線或線圈周圍都存在磁場,客觀存在磁場,它們可能對檢測儀器的信號線或者儀器造成磁場耦合干擾。為了防止磁場耦合干擾,必須采用高導磁材料作屏蔽層,以便讓低頻干擾磁力線從磁阻很小的磁屏蔽層上通過,使低頻磁屏蔽層內部的電路免受低頻磁場耦合干擾的影響。例如,儀器的鐵皮外殼就起到低頻磁屏蔽的作用。若進一步將外殼接地,以同時起靜電屏蔽的作用。

　　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離內部電源、傳感器及內部MCU，吸收外部磁場的變化能量，全金屬屏蔽層可吸收低頻磁振蕩產生的能量。減弱磁源磁場的干擾。

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

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

　　增量編碼器的信號選擇，應選擇具有反相通道的輸出信號，應選擇A+A-B+B-Z+Z-的6通道信號輸出類型的增量編碼器，其中，推挽式含反相信號6通道HTL-G6（A/A-,B/B-,Z/Z-)，一方面其9—30V的寬電源優點與極性、短路保護不易損壞，另一方面由于干擾源對于編碼器正反相的信好的干擾作用相當，干擾在編碼器接收設備中可抵消，此類增量編碼器信號傳遞可達到無干擾傳輸，傳遞也更遠（專用電纜200米,依據電纜與現場情況），此類信號以歐系變頻器接口為主，在冶金、港口機械中應首先考慮使用。