编码器信号端损坏的原因

    jue对值编码器及其信号接收设备都属于精密仪器类别，其信号端口电压值都较低，在复杂电气环境、信号电缆长度较长情况下，以及户外使用或户外有金属构件引入室内的情况下，都要进行浪涌电压保护，以保护编码器信号端口不被损坏。如对此不了解使用,很容易损坏编码器的信号端口,即使是德国进口品牌,损坏一样严重。闸门开度仪使用以SSI信号为主的jue对值编码器，每年因浪涌或雷击感应而损坏的编码器就很多，包括在三峡工程项目调试过程中，就有多个德国进口编码器的损坏。而在大车、工程项目中，过去用德国进口的jue对值编码器并行信号型的损坏也很多。

    在归纳一下编码器信号端损坏的原因,基本有如下几种:

    1. 接错线.

    2. 静电.

    3. 浪涌电压击坏.

    4. 雷击感应击坏.

    针对第1、第2种,用户较容易理解,而对于第3、第4 种，很多用户不了解，主要是不了解怎么会有浪涌电压的，以及编码器在室内使用，已经做了“防雷”了，怎么还会损坏？

    浪涌电压，是指在突变的电磁场变化条件下，信号电缆瞬间感应到较大的突变电压，尤其是编码器信号两端较长电缆（大于10米），好比是多了一根长天线。而这种突变的电磁场，往往是由于大电机的启动、信号电缆线离动力线过近、雷击大电流通过避雷针入地、或通过金属构件经过室内流入接地端，因法拉第电流感应原理而对于空间产生瞬间电磁场变化，这种电磁场变化又会通过编码器电缆感应到信号两端，获得浪涌电压。如果接地不规范，或者编码器电缆不专注，这种浪涌的可能性就更大。这种浪涌电压往往在很短的时间获得较高的电压值，这个电压值如大于编码器的信号端电压限值（如编码器的SSI信号只有5V左右），瞬间击穿编码器信号端口，或接收端口。所以，即使编码器在室内使用，有时也需要考虑加装浪涌保护器。在有些场合下，编码器浪涌保护器也称为防雷器，很多用户以为已经有了避雷针，已经有了电源系统的防雷，而忽视了编码器信号端的防浪涌和防雷。

    编码器浪涌保护器，就是加装在编码器信号两端的电气保护电路，其通过三级电路配合保护，以小于1纳秒的时间反应，用TVS管限制电缆回路电压值的升高，以热敏电阻阻抗突增而限制电流，以气体放电管因高压而导通，向地线释放大电流能量等三级保护措施，来确保连接的后续设备不被损坏。要使编码器浪涌保护器应用有效，关键是保护电路离被保护设备要近，反应要够快（小于1纳秒），能量要分配，并接地要好，而将能量引向大地。以上这些，又不能影响编码器的信号转输质量。

    根据以往的经验，jue对值编码器并行输出型由于信号线缆较多，较容易损坏，而晶体管输出型（PNP或NPN）又较推挽式更加容易损坏。对此，我们以为并行信号（尤其是集电极开路型）是不适合长距离传输的。而总线输出型（如Profibus-DP），接收端又比编码器端容易损坏，总线型连接，其连接电缆长度是叠加的，对于接收端，“天线”效应更大。而jue对值编码器同步串联SSI信号，往往因为响应速度同步性问题，而无法加装浪涌保护器，因为SSI 的时钟信号与数据信号的同步要求是小于1微秒，而在较长电缆再加防雷器的情况下，因信号来回延迟时间差，而无法满足小于1微秒的同步要求。目前，在我公司出品的jue对值编码器信号端口，大部分（如不涉及响应速度的）已经加装了保护措施，而在jue对值编码器信号中，Canopen、RS485信号和4—20mA信号的防浪涌、防雷技术已经比较成熟了，有较多的浪涌保护器面市，只是4—20mA信号引入防雷器后，因接地的要求，地线上的杂波也较容易干扰到信号，而带来使用上的矛盾。

    附：本公司引入欧洲系统的SI-024编码器信号浪涌保护器产品特点如下：

    □编码器Canopen信号、RS485/Modbus信号、4—20mA信号的浪涌保护。

    □信号频宽10MHz，插入损耗小于0.5dB，编码器信号影响极小

    □三级电路配合防护，反应时间小于1纳秒，放电电流大，使用寿命长。

    □完全保护模式，线间和每线对地都能承受很大10kA的冲击电流。

    尤其是Canopen编码器，信号高速，专注的SI-024浪涌保护器插入而不影响其高速特性。

    Canopen信号，其设计之初就是为汽车、工程车辆、风力发电、高速铁路、医疗设备的应用而设计的，其电气设计的鲁棒性好，可靠性高，对于较复杂的电气环境，例如闸门开度仪，推荐用Canopen型jue对值编码器，如加上专注的浪涌保护器，将能更加可靠地工作。