溫度和濕度對于編碼器性能有哪些影響？

對于高要求的工業(yè)環(huán)境，工程師在選用Hengstler編碼器的時候必須考慮惡劣的環(huán)境條件，例如極端溫度、高濕度和大量水。在選擇高溫編碼器時需要考慮材料和部件的熱膨脹，例如編碼器盤在高溫下的熱膨脹以及在最高預期溫度下的最大運行速度。在為低溫指定編碼器時，應考慮由于硬化潤滑劑引起的熱收縮和額外的啟動扭矩。


在這里，我們一起了解一下溫度和濕度等因素對亨士樂編碼器性能和壽命的影響，并討論在什么樣的環(huán)境下如何指定合適的設備。

溫度對Hengstler編碼器性能的影響

在一個光學編碼器，代碼盤在 LED 和光電探測器之間通過，調(diào)制光束以生成脈沖流，該脈沖流可以被處理以產(chǎn)生速度、方向和/或位置。光學編碼器使用由玻璃、聚酯薄膜或金屬制成的編碼盤。磁性編碼器的工作原理類似，但使用帶有磁疇圖案的輪子。在這兩種情況下，極端溫度和濕度都會影響性能、機械性能和使用壽命。

高溫下的熱膨脹是一個問題。在光學編碼器，圓盤和源/檢測器之間的氣隙可以窄至 0.020”。根據(jù)溫度、間隙的大小、材料的熱膨脹系數(shù) (CTE) 和方向，這種膨脹可能會使組件相互接觸，從而導致?lián)p壞甚至災難性故障。

極端溫度也會損壞光盤本身。高溫會使聚酯薄膜變色，導致信號失真。極端條件會扭曲磁盤本身。熱量還會降低軸承、潤滑劑和密封件的性能，導致整個裝置過早失效。

在采礦、石油和天然氣以及越野應用中發(fā)現(xiàn)的低溫會帶來一系列不同的問題。熱收縮會扭曲光學編碼器的碼盤，影響信號質(zhì)量并可能引入異常。軸承和潤滑可能會成為問題。潤滑劑在低溫下會變硬。如果亨士樂編碼器一直處于閑置狀態(tài)，則潤滑劑在啟動時將不會均勻地分布在軸承周圍。由于滾動元件與軸承內(nèi)圈或外圈之間的摩擦，這種情況可能導致軸承部件損壞。潤滑劑的稠度也可以顯著增加啟動扭矩。


到目前為止，我們一直專注于光學編碼器。極端溫度也會影響磁性編碼器，盡管程度較輕。磁輪的膨脹和收縮可以改變磁極的間距，從而改變輸出。氣隙不是問題。通常，現(xiàn)代磁性編碼器具有較寬的氣隙（高達 0.070 英寸），并且由于熱膨脹或收縮引起的任何變化都在可工作氣隙的公差范圍內(nèi)。

如何為極端溫度選擇Hengstler編碼器

所有這些因素都使得在指定編碼器時必須考慮溫度。請注意，超過編碼器的推薦速度會降低其熱容差?？紤]一個額定溫度為 -40°C 至 85°C 的編碼器，建議最高速度為 3000 RPM。對于高于該速度的每 1000 RPM，溫度通常會降低 10 倍。

確保制造商已使用高加速壽命測試 (HALT) 對設備進行了認證。這包括當暴露于熱沖擊（溫度的快速和寬幅波動）以及振動時的設計性能。對于玻璃編碼盤等易碎組件來說，這些條件可能是一個特殊的問題。

應用程序的性能要求也可能發(fā)揮作用。磁盤的質(zhì)量和分辨率之間需要權(quán)衡取舍。玻璃和金屬碼盤數(shù)量有限。最高分辨率的編碼器使用更容易受到極端溫度影響的 Mylar 碼盤。不要假設更高的分辨率就一定更好。編碼器只能報告位置，不能補償系統(tǒng)中的機械誤差。指定分辨率時，請務必選擇對應用程序真正有益的級別。 

濕度對Hengstler編碼器性能的影響

濕度是一系列應用中的一個問題，包括海洋環(huán)境、造紙等工業(yè)制造以及藥品制造和食品制備中的沖洗環(huán)境。濕度會降低光學表面的質(zhì)量，從而衰減光學編碼器中的信號。它還會損壞電子設備，導致早期故障。這在腐蝕性環(huán)境（例如海洋環(huán)境或涉及刺激性化學品的環(huán)境）中是一個特殊問題。對于這些應用，OEM 最好選擇具有防護等級 (IP) 的組件。

IP 級組件專為在所列條件下使用而設計。例如，IP64 裝置是防塵的，可以承受低壓噴水，而 IP66 組件可以處理高壓水射流，IP67 裝置可以防止浸入指定深度。特殊措施包括封裝電子器件、軸承上復雜的密封設計、密封和潤滑劑的替代材料以及特殊外殼。

根據(jù)分辨率和性能要求，磁性編碼器可能是更好的解決方案。磁性編碼器不受潮氣影響。它們可以在潮濕的環(huán)境中運行，甚至可以完全浸入液體中。

在確定亨士樂編碼器型號之前必須考濾編碼器的使用環(huán)境。了解 IP 等級系統(tǒng)以選擇能夠提供所需使用壽命的設備。與廠家溝通以確保設備已獲得適當?shù)馁Y格并發(fā)現(xiàn)任何特殊的安裝要求。

對于最極端的環(huán)境，最好的反饋選項可能是解析器. 這些設備不包含任何板載電子設備。它們在最惡劣的條件下表現(xiàn)良好。與您的供應商交談以確定解析器是否適合您。

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