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德國(guó)HENGSTLER 亨士樂(lè) 編碼器工作原理

最近更新時(shí)間：2019-12-23

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德國(guó)HENGSTLER 亨士樂(lè) 編碼器工作原理

編碼器（encoder）是將信號(hào)（如比特流）或數(shù)據(jù)進(jìn)行編制、轉(zhuǎn)換為可用以通訊、傳輸和存儲(chǔ)的信號(hào)形式的設(shè)備。編碼器把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，前者稱為碼盤(pán)，后者稱為碼尺。按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種；按照工作原理編碼器可分為增量式和式兩類。增量式編碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號(hào)，再把這個(gè)電信號(hào)轉(zhuǎn)變成計(jì)數(shù)脈沖，用脈沖的個(gè)數(shù)表示位移的大小。式編碼器的每一個(gè)位置對(duì)應(yīng)一個(gè)確定的數(shù)字碼，因此它的示值只與測(cè)量的起始和終止位置有關(guān)，而與測(cè)量的中間過(guò)程無(wú)關(guān)。

編碼器可按以下方式來(lái)分類。
1、按碼盤(pán)的刻孔方式不同分類
（1）增量型：就是每轉(zhuǎn)過(guò)單位的角度就發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)(也有發(fā)正余弦信號(hào)，
編碼器（圖1）
編碼器（圖1）
然后對(duì)其進(jìn)行細(xì)分，斬波出頻率更高的脈沖)，通常為A相、B相、Z相輸出，A相、B相為相互延遲1/4周期的脈沖輸出，根據(jù)延遲關(guān)系可以區(qū)別正反轉(zhuǎn)，而且通過(guò)取A相、B相的上升和下降沿可以進(jìn)行2或4倍頻；Z相為單圈脈沖，即每圈發(fā)出一個(gè)脈沖。
（2）值型：就是對(duì)應(yīng)一圈，每個(gè)基準(zhǔn)的角度發(fā)出一個(gè)唯Y與該角度對(duì)應(yīng)二進(jìn)制的數(shù)值，通過(guò)外部記圈器件可以進(jìn)行多個(gè)位置的記錄和測(cè)量。
2、按信號(hào)的輸出類型分為：電壓輸出、集電極開(kāi)路輸出、推拉互補(bǔ)輸出和長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)輸出。
3、以編碼器機(jī)械安裝形式分類
（1）有軸型：有軸型又可分為夾緊法蘭型、同步法蘭型和伺服安裝型等。
（2）軸套型：軸套型又可分為半空型、全空型和大口徑型等。
4、以編碼器工作原理可分為：光電式、磁電式和觸點(diǎn)電刷式。
1、編碼器本身故障：是指編碼器本身元器件出現(xiàn)故障，
編碼器（圖2）
編碼器（圖2）
導(dǎo)致其不能產(chǎn)生和輸出正確的波形。這種情況下需更換編碼器或維修其內(nèi)部器件。
2、編碼器連接電纜故障：這種故障出現(xiàn)的幾率 Z高，維修中經(jīng)常遇到，應(yīng)是優(yōu)先考慮的因素。通常為編碼器電纜斷路、短路或接觸不良，這時(shí)需更換電纜或接頭。還應(yīng)特別注意是否是由于電纜固定不緊，造成松動(dòng)引起開(kāi)焊或斷路，這時(shí)需卡緊電纜。
3、編碼器+5V電源下降：是指+5V電源過(guò)低， 通常不能低于4.75V，造成過(guò)低的原因是供電電源故障或電源傳送電纜阻值偏大而引起損耗，這時(shí)需檢修電源或更換電纜。
4、式編碼器電池電壓下降：這種故障通常有含義明確的報(bào)警，
編碼器（圖3）
編碼器（圖3）
這時(shí)需更換電池，如果參考點(diǎn)位置記憶丟失，還須執(zhí)行重回參考點(diǎn)操作。
5、編碼器電纜屏蔽線未接或脫落：這會(huì)引入干擾信號(hào)，使波形不穩(wěn)定，影響通信的準(zhǔn)確性，必須保證屏蔽線可靠的焊接及接地。
6、編碼器安裝松動(dòng)：這種故障會(huì)影響位置控制 精度，造成停止和移動(dòng)中位置偏差量超差，甚至剛一開(kāi)機(jī)即產(chǎn)生伺服系統(tǒng)過(guò)載報(bào)警，請(qǐng)?zhí)貏e注意。
7、光柵污染 這會(huì)使信號(hào)輸出幅度下降，必須用脫脂棉沾*輕輕擦除油污。
型旋轉(zhuǎn)編碼器的機(jī)械安裝使用：
型旋轉(zhuǎn)編碼器的機(jī)械安裝有高速端安裝、低速端安裝、
編碼器（圖4）
編碼器（圖4）
輔助機(jī)械裝置安裝等多種形式。
高速端安裝：安裝于動(dòng)力馬達(dá)轉(zhuǎn)軸端（或齒輪連接），此方法優(yōu)點(diǎn)是分辨率高，由于多圈編碼器有4096圈，馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)在此量程范圍內(nèi)，可充分用足量程而提高分辨率，缺點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)物體通過(guò)減速齒輪后，來(lái)回程有齒輪間隙誤差，一般用于單向高精度控制定位，例如軋鋼的輥縫控制。另外編碼器直接安裝于高速端，馬達(dá)抖動(dòng)須較小，不然易損壞編碼器。
低速端安裝：安裝于減速齒輪后，如卷?yè)P(yáng)鋼絲繩卷筒的軸端或Z后一節(jié)減速齒輪軸端，此方法已無(wú)齒輪來(lái)回程間隙，測(cè)量較直接，精度較高，此方法一般測(cè)量長(zhǎng)距離定位，例如各種提升設(shè)備，送料小車定位等。
輔助機(jī)械安裝：
常用的有齒輪齒條、鏈條皮帶、摩擦轉(zhuǎn)輪、收繩機(jī)械等。
旋轉(zhuǎn)編碼器是一種光電式旋轉(zhuǎn)測(cè)量裝置，它將被測(cè)的角位移直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)（高速脈沖信號(hào)）。
編碼器如以信號(hào)原理來(lái)分，有增量型編碼器，型編碼器。
我們通常用的是增量型編碼器，可將旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出脈沖信號(hào)直接輸入給PLC，利用PLC的高速計(jì)數(shù)器對(duì)其脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，以獲得測(cè)量結(jié)果。不同型號(hào)的旋轉(zhuǎn)編碼器，其輸出脈沖的相數(shù)也不同，有的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出A、B、Z三相脈沖，有的只有A、B相兩相，Z簡(jiǎn)單的只有A相。
編碼器有5條引線，其中3條是脈沖輸出線，1條是COM端線，1條是電源線（OC門(mén)輸出型）。編碼器的電源可以是外接電源，也可直接使用PLC的DC24V電源。電源“-”端要與編碼器的COM端連接，“+ ”與編碼器的電源端連接。編碼器的COM端與PLC輸入COM端連接，A、B、Z兩相脈沖輸出線直接與PLC的輸入端連接，A、B為相差90度的脈沖，Z相信號(hào)在編碼器旋轉(zhuǎn)一圈只有一個(gè)脈沖，通常用來(lái)做零點(diǎn)的依據(jù)，連接時(shí)要注意PLC輸入的響應(yīng)時(shí)間。旋轉(zhuǎn)編碼器還有一條屏蔽線，使用時(shí)要將屏蔽線接地，提高抗干擾性。
編碼器-----------PLC
A-----------------X0
B-----------------X1
Z------------------X2
+24V------------+24V
COM------------- -24V-----------COM
由一個(gè)中心有軸的光電碼盤(pán)，其上有環(huán)形通、暗的刻線，
編碼器（圖5）
編碼器（圖5）
有光電發(fā)射和接收器件讀取，獲得四組正弦波信號(hào)組合成A、B、C、D,每個(gè)正弦波相差90度相位差（相對(duì)于一個(gè)周波為360度），將C、D信號(hào)反向，疊加在A、B兩相上，可增強(qiáng)穩(wěn)定信號(hào)；另每轉(zhuǎn)輸出一個(gè)Z相脈沖以代表零位參考位。
由于A、B兩相相差90度，可通過(guò)比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過(guò)零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。編碼器碼盤(pán)的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤(pán)是在玻璃上沉積很薄的刻線，其熱穩(wěn)定性好，精度高，金屬碼盤(pán)直接以通和不通刻線，不易碎，但由于金屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個(gè)數(shù)量級(jí)，塑料碼盤(pán)是經(jīng)濟(jì)型的，其成本低，但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。
分辨率—編碼器以每旋轉(zhuǎn)360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率，也稱解析分度、或直接稱多少線，一般在每轉(zhuǎn)分度5~10000線。
它是一種將旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換成一串?dāng)?shù)字脈沖信號(hào)的旋轉(zhuǎn)式傳感器，
編碼器（圖6）
編碼器（圖6）
這些脈沖能用來(lái)控制角位移，如果編碼器與齒輪條或螺旋絲杠結(jié)合在一起，也可用于測(cè)量直線位移。
編碼器產(chǎn)生電信號(hào)后由數(shù)控制置CNC、可編程邏輯控制器PLC、控制系統(tǒng)等來(lái)處理。這些傳感器主要應(yīng)用在下列方面：機(jī)床、材料加工、電動(dòng)機(jī)反饋系統(tǒng)以及測(cè)量和控制設(shè)備。在ELTRA編碼器中角位移的轉(zhuǎn)換采用了光電掃描原理。讀數(shù)系統(tǒng)是基于徑向分度盤(pán)的旋轉(zhuǎn)，該分度由交替的透光窗口和不透光窗口構(gòu)成的。此系統(tǒng)全部用一個(gè)紅外光源垂直照射，這樣光就把盤(pán)子上的圖像投射到接收器表面上，該接收器覆蓋著一層光柵，稱為準(zhǔn)直儀，它具有和光盤(pán)相同的窗口。接收器的工作是感受光盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的光變化，然后將光變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電變化。一般地，旋轉(zhuǎn)編碼器也能得到一個(gè)速度信號(hào)，這個(gè)信號(hào)要反饋給變頻器，從而調(diào)節(jié)變頻器的輸出數(shù)據(jù)。故障現(xiàn)象：1、旋轉(zhuǎn)編碼器壞（無(wú)輸出）時(shí)，變頻器不能正常工作，變得運(yùn)行速度很慢，而且一會(huì)兒變頻器保護(hù)，顯示“PG斷開(kāi)”...聯(lián)合動(dòng)作才能起作用。要使電信號(hào)上升到較高電平，并產(chǎn)生沒(méi)有任何干擾的方波脈沖，這就必須用電子電路來(lái)處理。編碼器pg接線與參數(shù)矢量變頻器與編碼器pg之間的連接方式，必須與編碼器pg的型號(hào)相對(duì)應(yīng)。一般而言，編碼器pg型號(hào)分差動(dòng)輸出、集電極開(kāi)路輸出和推挽輸出三種，其信號(hào)的傳遞方式必須考慮到變頻器pg卡的接口，因此選擇合適的pg卡型號(hào)或者設(shè)置合理.
編碼器一般分為增量型與型，它們存著Z大的區(qū)別：在增量編碼器的情況下，
編碼器（圖7）
編碼器（圖7）
位置是從零位標(biāo)記開(kāi)始計(jì)算的脈沖數(shù)量確定的，而型編碼器的位置是由輸出代碼的讀數(shù)確定的。在一圈里，每個(gè)位置的輸出代碼的讀數(shù)是唯Y的； 因此，當(dāng)電源斷開(kāi)時(shí)，型編碼器并不與實(shí)際的位置分離。如果電源再次接通，那么位置讀數(shù)仍是當(dāng)前的，有效的； 不像增量編碼器那樣，必須去尋找零位標(biāo)記。
編碼器的廠家生產(chǎn)的系列都很全，一般都是的，如電梯型編碼器、機(jī)床編碼器、伺服電機(jī)型編碼器等，并且編碼器都是智能型的，有各種并行接口可以與其它設(shè)備通訊。
編碼器是把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一種裝置。前者成為碼盤(pán)，后者稱碼尺．按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種．接觸式采用電刷輸出，一電刷接觸導(dǎo)電區(qū)或絕緣區(qū)來(lái)表示代碼的狀態(tài)是“1”還是“0”；非接觸式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件時(shí)以透光區(qū)和不透光區(qū)來(lái)表示代碼的狀態(tài)是“1”還是“0”。
按照工作原理編碼器可分為增量式和式兩類。
編碼器（圖8）
編碼器（圖8）
增量式編碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號(hào)，再把這個(gè)電信號(hào)轉(zhuǎn)變成計(jì)數(shù)脈沖，用脈沖的個(gè)數(shù)表示位移的大小。式編碼器的每一個(gè)位置對(duì)應(yīng)一個(gè)確定的數(shù)字碼，因此它的示值只與測(cè)量的起始和終止位置有關(guān)，而與測(cè)量的中間過(guò)程無(wú)關(guān)。
旋轉(zhuǎn)增量式編碼器以轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出脈沖，通過(guò)計(jì)數(shù)設(shè)備來(lái)知道其位置，當(dāng)編碼器不動(dòng)或停電時(shí)，依靠計(jì)數(shù)設(shè)備的內(nèi)部記憶來(lái)記住位置。這樣，當(dāng)停電后，編碼器不能有任何的移動(dòng)，當(dāng)來(lái)電工作時(shí)，編碼器輸出脈沖過(guò)程中，也不能有干擾而丟失脈沖，不然，計(jì)數(shù)設(shè)備記憶的零點(diǎn)就會(huì)偏移，而且這種偏移的量是無(wú)從知道的，只有錯(cuò)誤的生產(chǎn)結(jié)果出現(xiàn)后才能知道。解決的方法是增加參考點(diǎn)，編碼器每經(jīng)過(guò)參考點(diǎn)，將參考位置修正進(jìn)計(jì)數(shù)設(shè)備的記憶位置。在參考點(diǎn)以前，是不能保證位置的準(zhǔn)確性的。為此，在工控中就有每次操作先找參考點(diǎn)，開(kāi)機(jī)找零等方法。這樣的編碼器是由碼盤(pán)的機(jī)械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。
編碼器由機(jī)械位置決定的每個(gè)位置的唯Y性，它無(wú)需記憶，無(wú)需找參考點(diǎn)，而且不用一直計(jì)數(shù)，什么時(shí)候需要知道位置，什么時(shí)候就去讀取它的位置。這樣，編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。
由于編碼器在定位方面明顯地優(yōu)于增量式編碼器，
編碼器（圖9）
編碼器（圖9）
已經(jīng)越來(lái)越多地應(yīng)用于工控定位中。型編碼器因其高精度，輸出位數(shù)較多，如仍用并行輸出，其每一位輸出信號(hào)必須確保連接很好，對(duì)于較復(fù)雜工況還要隔離，連接電纜芯數(shù)多，由此帶來(lái)諸多不便和降低可靠性，因此，編碼器在多位數(shù)輸出型，一般均選用串行輸出或總線型輸出，德國(guó)生產(chǎn)的型編碼器串行輸出Z常用的是SSI（同步串行輸出）。
多圈式編碼器。編碼器生產(chǎn)廠家運(yùn)用鐘表齒輪機(jī)械的原理，當(dāng)中心碼盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)齒輪傳動(dòng)另一組碼盤(pán)（或多組齒輪，多組碼盤(pán)），在單圈編碼的基礎(chǔ)上再增加圈數(shù)的編碼，以擴(kuò)大編碼器的測(cè)量范圍，這樣的編碼器就稱為多圈式編碼器，它同樣是由機(jī)械位置確定編碼，每個(gè)位置編碼唯Y不重復(fù)，而無(wú)需記憶。多圈編碼器另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于測(cè)量范圍大，實(shí)際使用往往富裕較多，這樣在安裝時(shí)不必要費(fèi)勁找零點(diǎn)，將某一中間位置作為起始點(diǎn)就可以了，而大大簡(jiǎn)化了安裝調(diào)試難度。多圈式編碼器在長(zhǎng)度定位方面的優(yōu)勢(shì)明顯，已經(jīng)越來(lái)越多地應(yīng)用于工控定位中。
信號(hào)輸出有正弦波（電流或電壓），方波(TTL、HTL)，
編碼器（圖10）
編碼器（圖10）
集電極開(kāi)路(PNP、NPN)，推拉式多種形式，其中TTL為長(zhǎng)線差分驅(qū)動(dòng)（對(duì)稱A,A-;B,B-;Z,Z-）,HTL也稱推拉式、推挽式輸出，編碼器的信號(hào)接收設(shè)備接口應(yīng)與編碼器對(duì)應(yīng)。
信號(hào)連接—編碼器的脈沖信號(hào)一般連接計(jì)數(shù)器、PLC、計(jì)算機(jī),PLC和計(jì)算機(jī)連接的模塊有低速模塊與高速模塊之分，開(kāi)關(guān)頻率有低有高。
如單相聯(lián)接，用于單方向計(jì)數(shù)，單方向測(cè)速。
A.B兩相聯(lián)接，用于正反向計(jì)數(shù)、判斷正反向和測(cè)速。
A、B、Z三相聯(lián)接，用于帶參考位修正的位置測(cè)量。
A、A-,B、B-,Z、Z-連接，由于帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)的連接，電流對(duì)于電纜貢獻(xiàn)的電磁場(chǎng)為0,衰減Z小，抗干擾Z佳，可傳輸較遠(yuǎn)的距離。
對(duì)于TTL的帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)輸出的編碼器，信號(hào)傳輸距離可達(dá)150米。
對(duì)于HTL的帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)輸出的編碼器，信號(hào)傳輸距離可達(dá)300米。
應(yīng)注意三方面的參數(shù)：
1、械安裝尺寸：包括定位止口，軸徑，安裝孔位;電纜出線方式;安裝空間體積;工作環(huán)境防護(hù)等級(jí)是否滿足要求。
2、分辨率：即編碼器工作時(shí)每圈輸出的脈沖數(shù)，是否滿足設(shè)計(jì)使用精度要求。
3、電氣接口：編碼器輸出方式常見(jiàn)有推拉輸出(F型HTL格式)，電壓輸出(E)，集電極開(kāi)路(C，常見(jiàn)C為NPN型管輸出，C2為PNP型管輸出)，長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器輸出。其輸出方式應(yīng)和其控制系統(tǒng)的接口電路相匹配。

光電編碼器
優(yōu)點(diǎn)：體積小，精密，本身分辨度可以很高，無(wú)接觸無(wú)磨損;同一品種既可檢測(cè)角度位移，又可在機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置幫助下檢測(cè)直線位移;多圈光電編碼器可以檢測(cè)相當(dāng)長(zhǎng)量程的直線位移(如25位多圈)。壽命長(zhǎng)，安裝隨意，接口形式豐富，價(jià)格合理。成熟技術(shù)，多年前已在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。
缺點(diǎn)：精密但對(duì)戶外及惡劣環(huán)境下使用提出較高的保護(hù)要求；量測(cè)直線位移需依賴機(jī)械裝置轉(zhuǎn)換，需消除機(jī)械間隙帶來(lái)的誤差；檢測(cè)軌道運(yùn)行物體難以克服滑差。
靜磁柵編碼器
優(yōu)點(diǎn)：體積適中，直接測(cè)量直線位移，數(shù)字編碼，理論量程沒(méi)有限制；無(wú)接觸無(wú)磨損，抗惡劣環(huán)境，可水下1000米使用；接口形式豐富，量測(cè)方式多樣；價(jià)格尚能接受。
缺點(diǎn)：分辨度1mm不高；測(cè)量直線和角度要使用不同品種；不適于在精小處實(shí)施位移檢測(cè)（大于260毫米）。

繼電器產(chǎn)品展示(20張)
 為一種線圈傳感裝置。因此磁簧繼電器之特征、小型尺寸、輕量、反應(yīng)速度快、短跳動(dòng)時(shí)間等特性。
當(dāng)整塊鐵磁金屬或者其它導(dǎo)磁物質(zhì)與之靠近的時(shí)候，發(fā)生動(dòng)作，開(kāi)通或者閉合電路。由*磁鐵和干簧管組成。*磁鐵、干簧管固定在一個(gè)不導(dǎo)磁也不帶有磁性的支架上。以*磁鐵的南北極的連線為軸線，這個(gè)軸線應(yīng)該與干簧管的軸線重合或者基本重合。由遠(yuǎn)及近的調(diào)整*磁鐵與干簧管之間的距離，當(dāng)干簧管剛好發(fā)生動(dòng)作（對(duì)于常開(kāi)的干簧管，變?yōu)殚]合；對(duì)于常閉的干簧管，變?yōu)閿嚅_(kāi)）時(shí)，將磁鐵的位置固定下來(lái)。這時(shí)，當(dāng)有整塊導(dǎo)磁材料，例如鐵板同時(shí)靠近磁鐵和干簧管時(shí)，干簧管會(huì)再次發(fā)生動(dòng)作，恢復(fù)到?jīng)]有磁場(chǎng)作用時(shí)的狀態(tài)；當(dāng)該鐵板離開(kāi)時(shí)，干簧管即發(fā)生相反方向的動(dòng)作。磁簧繼電器結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，觸點(diǎn)為密封狀態(tài)，耐用性高，可以作為機(jī)械設(shè)備的位置限制開(kāi)關(guān)，也可以用以探測(cè)鐵制門(mén)、窗等是否在位置。
光繼電器
光繼電器為AC/DC并用的半導(dǎo)體繼電器，指發(fā)光器件和受光器件一體化的器件。輸入側(cè)和輸出側(cè)電氣性絕緣，但信號(hào)可以通過(guò)光信號(hào)傳輸。
其特點(diǎn)為壽命為半*性、微小電流驅(qū)動(dòng)信號(hào)、高阻抗絕緣耐壓、超小型、光傳輸、無(wú)接點(diǎn)…等。
主要應(yīng)用于量測(cè)設(shè)備、通信設(shè)備、保全設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備…等。
時(shí)間繼電器
時(shí)間繼電器是一種利用電磁原理或機(jī)械原理實(shí)現(xiàn)延時(shí)控制的控制電器。
繼電器（圖2）
繼電器（圖2）
它的種類很多，有空氣阻尼型、電動(dòng)型和電子型等。
在交流電路中常采用空氣阻尼型時(shí)間繼電器，它是利用空氣通過(guò)小孔節(jié)流的原理來(lái)獲得延時(shí)動(dòng)作的。它由電磁系統(tǒng)、延時(shí)機(jī)構(gòu)和觸點(diǎn)三部分組成。
時(shí)間繼電器可分為通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型兩種類型。
空氣阻尼型時(shí)間繼電器的延時(shí)范圍大（有0.4～60s和0.4～180s兩種） ，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但準(zhǔn)確度較低。
當(dāng)線圈通電（電壓規(guī)格有ac380v、ac220v或dc220v、dc24v等）時(shí)，銜鐵及托板被鐵心吸引而瞬時(shí)下移，使瞬時(shí)動(dòng)作觸點(diǎn)接通或斷開(kāi)。但是活塞桿和杠桿不能同時(shí)跟著銜鐵一起下落，因?yàn)榛钊麠U的上端連著氣室中的橡皮膜，當(dāng)活塞桿在釋放彈簧的作用下開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，橡皮膜隨之向下凹，上面空氣室的空氣變得稀薄而使活塞桿受到阻尼作用而緩慢下降。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，活塞桿下降到一定位置，便通過(guò)杠桿推動(dòng)延時(shí)觸點(diǎn)動(dòng)作，使動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合。從線圈通電到延時(shí)觸點(diǎn)完成動(dòng)作，這段時(shí)間就是繼電器的延時(shí)時(shí)間。延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短可以用螺釘調(diào)節(jié)空氣室進(jìn)氣孔的大小來(lái)改變。
吸引線圈斷電后，繼電器依靠恢復(fù)彈簧的作用而復(fù)原?？諝饨?jīng)出氣孔被迅速排出。
中間繼電器
中間繼電器的特點(diǎn)：
繼電器采用線圈電壓較低的多個(gè)優(yōu)質(zhì)密封小型繼電器組合而成，防潮、防塵、不斷線，可靠性高，克服了電
中間繼電器樣本圖
中間繼電器樣本圖
磁型中間繼電器導(dǎo)線過(guò)細(xì)易斷線的缺點(diǎn)；功耗小，溫升低，不需外附大功率電阻，可任意安裝及接線方便；繼電器觸點(diǎn)容量大，工作壽命長(zhǎng)；繼電器動(dòng)作后有發(fā)光管指示，便于現(xiàn)場(chǎng)觀察；延時(shí)只需用面板上的撥碼開(kāi)關(guān)整定，延時(shí)精度高，延時(shí)范圍可在0.02-5.00S任意整定。
中間繼電器的用途：
中間繼電器用于各種保護(hù)和自動(dòng)控制線路中，以增加保護(hù)和控制回路的觸點(diǎn)數(shù)量和觸點(diǎn)容量。
中間繼電器的分類：
低電流啟動(dòng)中間繼電器
靜態(tài)中間繼電器
延時(shí)中間繼電器
電磁型中間繼電器
電梯用中間繼電器
導(dǎo)軌式中間繼電器
中間繼電器原理
線圈通電，動(dòng)鐵芯在電磁力作用下動(dòng)作吸合，帶動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，使常閉觸點(diǎn)分開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合；線圈斷電，動(dòng)鐵芯在彈簧的作用下帶動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)復(fù)位，繼電器的工作原理是當(dāng)某一輸入量(如電壓、電流、溫度、速度、壓力等)達(dá)到預(yù)定數(shù)值時(shí)，使它動(dòng)作，以改變控制電路的工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)既定的控制或保護(hù)的目的。在此過(guò)程中，繼電器主要起了傳遞信號(hào)的作用 。
中間繼電器的作用
一般的電路常分成主電路和控制電路兩部分，繼電器主要用于控制電路，接觸器主要用于主電路；通過(guò)繼電器可實(shí)現(xiàn)用一路控制信號(hào)控制另一路或幾路信號(hào)的功能，完成啟動(dòng)、停止、聯(lián)動(dòng)等控制，主要控制對(duì)象是接觸器；接觸器的觸頭比較大，承載能力強(qiáng)，通過(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)弱電到強(qiáng)電的控制，控制對(duì)象是電器。
1.代替小型接觸器
中間繼電器的觸點(diǎn)具有一定的帶負(fù)荷能力，當(dāng)負(fù)載容量比較小時(shí)，可以用來(lái)替代小型接觸器使用，比如電動(dòng)卷閘門(mén)和一些小家電的控制。這樣的優(yōu)點(diǎn)是不僅可以起到控制的目的，而且可以節(jié)省空間，使電器的控制部分做得比較精致。
2．增加接點(diǎn)數(shù)量
這是中間繼電器較常見(jiàn)的用法，例如，在電路控制系統(tǒng)中一個(gè)接觸器的接點(diǎn)需要控制多個(gè)接觸器或其他元件時(shí)而是在線路中增加一個(gè)中間繼電器。
3．增加接點(diǎn)容量
我們知道，中間繼電器的接點(diǎn)容量雖然不是很大，但也具有一定的帶負(fù)載能力，同時(shí)其驅(qū)動(dòng)所需要的電流又很小，因此可以用中間繼電器來(lái)擴(kuò)大接點(diǎn)容量。比如一般不能直接用感應(yīng)開(kāi)關(guān)、三極管的輸出去控制負(fù)載比較大的電器元件。而是在控制線路中使用中間繼電器，通過(guò)中間繼電器來(lái)控制其他負(fù)載，達(dá)到擴(kuò)大控制容量的目的。
4．轉(zhuǎn)換接點(diǎn)類型
在工業(yè)控制線路中，常常會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，控制要求需要使用接觸器的常閉接點(diǎn)才能達(dá)到控制目的，但是接觸器本身所帶的常閉接點(diǎn)已經(jīng)用完，無(wú)法完成控制任務(wù)。這時(shí)可以將一個(gè)中間繼電器與原來(lái)的接觸器線圈并聯(lián)，用中間繼電器的常閉接點(diǎn)去控制相應(yīng)的元件，轉(zhuǎn)換一下接點(diǎn)類型，達(dá)到所需要的控制目的。
5．用作開(kāi)關(guān)
在一些控制線路中，一些電器元件的通斷常常使用中間繼電器，用其接點(diǎn)的開(kāi)閉來(lái)控制，例如如彩電或顯示器中常見(jiàn)的自動(dòng)消磁電路，三極管控制中間繼電器的通斷，從而達(dá)到控制消磁線圈通斷的作用。
6．轉(zhuǎn)換電壓
7．消除電路中的干擾
功率方向繼電器
當(dāng)輸入量（如電壓、電流、溫度等）達(dá)到規(guī)定值時(shí)，使被控制的輸出電路導(dǎo)通或斷開(kāi)的電器?？煞譃殡姎饬浚ㄈ珉娏鳌㈦妷?、頻率、功率等）繼電器及非電氣量（如溫度、壓力、速度等）繼電器兩大類。具有動(dòng)作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)、體積小等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于電力保護(hù)、自動(dòng)化、運(yùn)動(dòng)、遙控、測(cè)量和通信等裝置中。
測(cè)試方法
1、測(cè)線圈電阻：可用萬(wàn)能表R×10Ω檔測(cè)量繼電器線圈的阻值，從而判斷該線圈是否存在著開(kāi)路現(xiàn)象。繼電器線圈的阻值和它的工作電壓及工作電流有非常密切的關(guān)系，通過(guò)線圈的阻值可以計(jì)算出它的使用電壓及工作電流。
2、測(cè)觸點(diǎn)電阻：用萬(wàn)能表的電阻檔，測(cè)量常閉觸點(diǎn)與動(dòng)點(diǎn)電阻，其阻值應(yīng)為0；而常開(kāi)觸點(diǎn)與動(dòng)點(diǎn)的阻值就為無(wú)窮大。由此可以區(qū)別出那個(gè)是常閉觸點(diǎn)，那個(gè)是常開(kāi)觸點(diǎn)。
3、測(cè)量吸合電壓和吸合電流：找來(lái)可調(diào)穩(wěn)壓電源和電流表，給繼電器輸入一組電壓，且在供電回路中串入電流表進(jìn)行監(jiān)測(cè)。慢慢調(diào)高電源電壓，聽(tīng)到繼電器吸合聲時(shí)，記下該吸合電壓和吸合電流。為求準(zhǔn)確，可以試多幾次而求平均值。測(cè)量釋放電壓和釋放電流：也是像上述那樣連接測(cè)試，當(dāng)繼電器發(fā)生吸合后，再逐漸降低供電電壓，當(dāng)聽(tīng)到繼電器再次發(fā)生釋放聲音時(shí)，記下此時(shí)的電壓和電流，亦可嘗試多幾次而取得平均的釋放電壓和釋放電流。一般情況下，繼電器的釋放電壓約在吸合電壓的10～50%，如果釋放電壓太小（小于1/10的吸合電壓）時(shí)則不能正常使用了，這樣會(huì)對(duì)電路的穩(wěn)定性造成威脅使工作不可靠。
常見(jiàn)類型
1、過(guò)電流繼電器
過(guò)電流繼電器，簡(jiǎn)稱CO，是從電流超過(guò)其設(shè)定值而動(dòng)作的繼電器，可做系統(tǒng)線路及過(guò)載的保護(hù)用，較常用的是感應(yīng)型過(guò)電流繼電器，是利用電磁鐵與鋁或銅制的旋轉(zhuǎn)盤(pán)相對(duì)，依靠電磁感應(yīng)原理使旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，以達(dá)到保護(hù)作用。
動(dòng)作原理：
感應(yīng)型過(guò)電流繼電器是利用電流互感器二次側(cè)電流，在繼電器內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)，以促使圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，但流過(guò)的電流必須大于電流標(biāo)置板的電流值才能轉(zhuǎn)動(dòng)。
2、過(guò)電壓繼電器
過(guò)電壓繼電器，簡(jiǎn)稱OV，它的主要用途在于當(dāng)系統(tǒng)的異常電壓上升至120%額定值以上時(shí)，過(guò)電壓繼電器動(dòng)作而使斷路器跳脫保護(hù)電力設(shè)備免遭損壞，感應(yīng)式過(guò)電壓繼電器的構(gòu)造及動(dòng)作原理和過(guò)電流繼電器相似，只有主線圈不同。
3、欠電壓繼電器
欠電壓繼電器，簡(jiǎn)稱UV，其構(gòu)造與過(guò)電壓繼電器相同，所不同的是內(nèi)部觸頭及當(dāng)外加電壓時(shí)轉(zhuǎn)盤(pán)會(huì)立即轉(zhuǎn)動(dòng)。
4、接地過(guò)電壓繼電器
接地過(guò)電壓繼電器，簡(jiǎn)稱OVG，或稱接地報(bào)警繼電器簡(jiǎn)稱GR，其構(gòu)造與過(guò)電壓繼電器相同，使用與三相三線非接地系統(tǒng)，接于開(kāi)口三角形接地的接地互感器上，用以檢知零相電壓。
5、接地過(guò)電流繼電器
接地過(guò)電流繼電器，簡(jiǎn)稱GCR，是一種高壓線路接地保護(hù)繼電器。
主要用途：
1） 高電阻接地系統(tǒng)的接地過(guò)電流保護(hù)；
2）發(fā)電機(jī)定子繞組的接地保護(hù)；
3）分相發(fā)電機(jī)的層間短路保護(hù)；
4）接地變壓器的過(guò)熱保護(hù)。
6、 選擇性接地繼電器
選擇性接地繼電器，簡(jiǎn)稱SG，又稱方向性接地繼電器，簡(jiǎn)稱DG，使用于非接地系統(tǒng)作配電線路保護(hù)作用，架空線及電纜系統(tǒng)也能使用。
選擇性接地繼電器：由接地電壓互感器檢出零相序電流如遇線路接地時(shí)，選擇性接地繼電器能確實(shí)地表示故障線路而發(fā)生警報(bào)，并按照其需要選擇故障線路將其斷開(kāi)，而繼續(xù)向正常線路送電。
7、 缺相繼電器
缺相繼電器，簡(jiǎn)稱OPR，或缺相保護(hù)繼電器，簡(jiǎn)稱PHR，在三相線路中，當(dāng)電源端有一線斷路而造成單相時(shí)，若未有立即將線路切斷，將使電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)轉(zhuǎn)而燒毀。
8、比率差動(dòng)繼電器
比率差動(dòng)繼電器，簡(jiǎn)稱RDR，被應(yīng)用做變壓器交流電動(dòng)機(jī)，交流發(fā)電機(jī)的差動(dòng)保護(hù)，以往使用過(guò)的過(guò)電流保護(hù)繼電器，是外部故障所產(chǎn)生的異常電流流過(guò)保護(hù)設(shè)備時(shí)，若變壓器，一、二次側(cè)電流發(fā)生不平衡或?qū)﹄娏骰ジ衅魈匦园l(fā)生不*，在這些情況下，此現(xiàn)象會(huì)擴(kuò)延數(shù)倍，而使繼電器誤動(dòng)作。

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