【其他行业标准】 光栅角度编码器

ICS 17.040.30
备案号：36488-2012
中华人民共和国机械行业标准
JB/T 9942—2012
代替JB/T9942—1999
光栅角度编码器
Anglegrating encoder
2012-05-24发布
2012-11-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布中华人民共和国
机械行业标准
光栅角度编码器
JB/T9942—2012
机械工业出版社出版发行
北京市百万庄大街22号
邮政编码：100037
210mm×297mm·1印张·27千字
2012年12月第1版第1次印刷
书号：15111·10585
网址：http：//www.cmpbook.com编辑部电话：（010）88379778
直销中心电话：（010）88379693封面无防伪标均为盗版
版权专有
侵权必究
1范围..
2规范性引用文件
3术语和定义
4结构型式与基本参数
4.1结构型式，
基本参数
数值显示.
参考零位..
6要求
6.1外观.
防护等级（P）
抗干扰能力.…
编码器输出信号
准确度.
7电气安全性能，
8环境适应性.
气候环境
力学环境
周围环境
电源，
9试验方法
防护等级（IP）
抗干扰能力
编码器输出信号.
准确度，
电气安全性能.
环境适应性
10检验规则...
出厂检验
型式检验
判定规则
11标志与包装
JB/T9942-2012
JB/T9942—2012
附录A（规范性附录）排列互比法A.1排列互比法原理..
A.2，排列互比法数据处理方法.附录B（规范性附录）检验项目及重要度图A.1排列互比法原理图
+RRERREERRR.eeO
.........
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。JB/T9942--2012
本标准代替JB/T9942—1999《光栅角位移传感器》，与JB/T9942—1999相比主要技术变化如下：标准名称“光栅角位移传感器”修改为“光栅角度编码器”；修改了“范围”的内容（本版的第1章，1999版的第1章）；增加并更新了“规范性引用文件”的内容（本版的第2章，1999版的第2章）；增加了“术语和定义”的内容（本版的第3章）；修改了“结构型式和基本参数”的内容（本版的第4章，1999版的第3章）；修改了“功能”的内容（本版的第5章，1999版的4.2）；增加了“防护等级”的内容（本版的6.2)；修改了“抗干扰能力”的内容（本版的6.3，1999版的4.6）；修改了“输出信号”的内容（本版的6.4，1999版的4.5)：修改了“准确度”的内容（本版的6.5，1999版的4.4）；增加了“电气安全性能”的内容（本版的第7章）：修改了“环境适应性”的内容（本版的第8章，1999版的4.1)；-取消了“可靠性“的内容（1999版的4.7)；取消了“一次开箱合格率”的内容（1999版的4.8）；取消了“保修期”的内容（1999版的4.9）；修改了“试验方法”的内容（本版的第9章，1999版的第5章）；修改了“检验规则”的内容（本版的第10章，1999版的第6章）；修改了“标志与包装”的内容（本版的第11章，1999版的第7章）；修改了部分文字的叙述。
本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国量具量仪标准化技术委员会（SAC/TC132）归口。本标准负责起草单位：长春禹衡光学有限公司。本标准参加起草单位：广州市诺信数字测控设备有限公司、中国科学院光电技术研究所、四川科奥达技术有限公司、廊坊开发区莱格光电仪器有限公司、无锡市科瑞特精机有限公司、中国计量科学研究院。
本标准主要起草人：桑春翎、梅恒、王忠杰、潘伟华、曹学东、谢拉堂、张一钢、聂东君、张恒。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：ZBJ51008—1989;
-JB/T9942—1999。
1范围
光栅角度编码器
JB/T9942-2012
本标准规定了光栅角度编码器的术语和定义、结构型式与基本参数、功能、要求、电气安全性能、环境适应性、试验方法、检验规则、标志与包装等。本标准适用于以圆光栅盘为角度测量基准，准确度等级为土0.25级、土0.5”级、土1”级、土2级、土5”级、土10”级和土20”级的光栅角度编码器（以下简称“编码器”）。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T191--2008包装储运图示标志GB/T2423.1—2008电工电子产品环境试验GB/T2423.2一2008电工电子产品环境试验GB/T2423.3—2006电工电子产品环境试验GB/T2423.5一1995电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温第2部分：试验方法试验B：高温第2部分：试验方法试验Cab：恒定湿热试验第二部分：试验方法试验Ea和导则：冲击GB/T2423.10一2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fc：振动（正弦）GB4208一2008外壳防护等级（IP代码）GB/T4857.5一1992包装运输包装件跌落试验方法GB/T4879—1999防锈包装
GB/T5048—1999
GB/T6388—1986
GB/T99692008
GB/T13384--2008
防潮包装
运输包装收发货标志
工业产品使用说明书总则
机电产品包装通用技术条件
工业产品保证文件总则
GB/T14436—1993
电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T17626.2-2006E
GB/T17626.4—2008
3术语和定义
电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验下列术语和定义适用于本文件。3.1
光栅角度编码器anglegratingencoder由一系列规律性刻线组成的圆光栅盘作为测量基准，并用于角度测量的编码器。3.2
整体式光栅角度编码器integralanglegratingencoder自身有旋转基准，至少由轴系、圆光栅盘、读数头三个基本部分组成的光栅角度编码器。3.3
分体式光栅角度编码器splitanglcgratingencoder自身无旋转基准，至少由圆光栅盘和读数头两个基本部分组成的光栅角度编码器。1
JB/T9942—2012
增量式光栅角度编码器incrementalanglegratingencoder通过计算自参考点的增量脉冲信号的数量而获得位置值的光栅角度编码器。3.5
绝对式光栅角度编码器absolute anglegrating encoder全量程范围内任意位置，编码器输出的每个角度信息与所对应角度为单值函数关系的光栅角度编码器。
有固定零位光栅角度编码器fixedzeroanglegratingencoder全量程范围内有零位信息输出的光栅角度编码器。3.7
无固定零位光栅角度编码器
nofixedzeroanglegratingencoder全量程范围内无零位信息输出的光栅角度编码器。4结构型式与基本参数
4.1结构型式
编码器的结构型式分为整体式和分体式两类。4.2基本参数
编码器的每转输出脉冲数、每转输出有效位数、允许最大机械转数、最大响应转数、工作电压的指标值见表1。
基本参数
增量式编码器的每转输出线数”绝对式编码器的每转输出有效位数允许最大机械转数
最大响应转数
工作电压DC
指标值（参考）
9000，18000，36000，45000，9000017~25
100，200，300，600，1000，3000，5000，6000，100001，6，15，30，60，120
+5，+12，+24
注：表中L表示编码器圆光栅刻线的个数，即“线数”，I表示“转”。内置细分电路的编码器每转输出脉冲数应为本表中每转输出线数乘以细分数。5功能
5.1数值显示
编码器正确安装并与数据处理单元连接后，在全量程范围内能正确显示数值。5.2参考零位
具有参考零位的增量式编码器，圆光栅盘的绝对位置由参考零位确定，参考零位应与测量系统的分辨力保持一致。
6要求
6.1外观
6.1.1编码器表面应平整、光滑，无明显机械损伤和缺陷，各氧化面和涂层、镀层应均匀、无脱落。编码器所有可拆卸或可替换的结构零部件，应保证互换性。6.1.2
编码器各紧固和焊接部位应牢固，插头与插座接口应接触可靠、松紧适度。6.1.3
6.2防护等级（IP）
JB/T9942—2012
对有防护要求的整体式编码器，其防护等级不应低于GB4208一2008规定的IP54。6.3抗干扰能力
编码器应具有一定的静电放电抗干扰能力和电快速瞬变脉冲群抗干扰能力，与数据处理单元组成的测量系统受扰中和受扰后引起的示值变化不应大于土1个分辨力，且功能不被劣化。6.4编码器输出信号
6.4.1增量式信号
6.4.1.1输出TTL和HTL方波信号的编码器，输出信号要有两路相位差90°的方波信号或其反向信号；当有参考零位信号时，应至少有一个与增量信号相关的方波信号或其反向信号，其零位脉冲的宽度为90°±45°。
6.4.1.2输出正弦波信号的编码器，输出信号要有两路相位差90°、幅值约为～1Vpp的正弦波电压信号或约为～HμuApp的正弦波电流信号；当有参考零位信号时，应至少有一个与增量信号相关的信号，其信号有效分量约为0.5V，参考零位波形的宽度为一个正弦波信号的360°土180°6.4:2绝对式信号
6.4.2.1数据以并行方式输出的编码器，数据以格雷码或自然二进制码的方式并行输出。6.4.2.2数据以串行方式输出的编码器，数据以同步串行方式或异步串行方式输出。6.5准确度
编码器各准确度等级对应的角度分度误差见表2。6.5.1
准确度等级
角度分度误差
温度条件
±0.25级
20℃±0.5℃
±1”级
±2”级
20℃±2℃
编码器各准确度等级对应的重复性见表3。表3
准确度等级
重复性
温度条件
7电气安全性能
±0.25”级
±0.5”级
20℃±0.5℃
±1”级
±2”级
20℃±2℃
±5”级
±5”级
±10”级
±10″
20℃±5℃
土10”级
20℃±5℃
±20”级
±20”
±20”级
在工作环境下，编码器电源端和壳体之间施加500V直流电压时，测得绝缘电阻不应小于1MQ。8环境适应性
8.1气候环境
适应于编码器的气候环境要求见表4。表4
气候环境
工作气候
贮存气候
环境温度
0℃～50℃
-10℃～60℃
注1：工作温度是指此温度范围内编码器可以正常工作。注2：贮存温度是指包装好的编码器在此温度范围内可以长期贮存。相对湿度
≤85%（无凝露）
JB/T9942-2012
8.2力学环境
8.2.1振动（正弦）
编码器承受一定振动（见表5）后，其零部件无松动、脱落或损坏现象；通电后编码器能正常工作。表5
加速度
50 m/s2
8.2.2冲击
频率范围
10 Hz~500 Hz
振动方向
X、Y、Z
持续时间
编码器承受一定冲击（见表6）后，其零部件无松动、脱落或损坏现象；通电后编码器能正常工作。表6
加速度
150m/s
8.2.3跌落
持续时间
冲击波形
半正弦波
冲击方向
X、Y、Z
冲击次数
符合GB/T4879和GB/T5048包装规定的编码器在承受跌落试验（见表7）后，编码器不应有任何机械性损伤；通电后编码器能正常工作。表7
包装质量kg
>15～30
>30～40此内容来自标准下载网
注：包装质量是指包装好的编码器质量。8.3周围环境
默落高度
编码器在贮运和使用过程中，不应置于潮湿、油雾、强电磁污染、超量污染物和强振动环境中。8.4
编码器的直流供电电源工作电压允许偏差见表8，编码器应正常工作。表8
工作电压DC
允许偏差
9试验方法
9.1功能
将编码器与测量系统连接，模拟使用状态，试验结果应符合5.1的规定。9.2外观
用目测法对编码器进行检验，应符合6.1的规定。9.3防护等级（IP）
按GB4208进行试验，其结果应符合6.2的规定。9.4抗干扰能力
9.4.1静电放电抗扰性
编码器与数据处理单元正确连接，按GB/T17626.2对操作人员经常触及的所有部位（见表9）进行4
抗静电放电干扰能力试验，试验结果应满足6.3的要求。表9
接触放电
试验等级
试验电压
放电次数
9.4.2电快速瞬变脉冲群抗扰性
试验等级
空气放电
试验电压
放电次数
保持时间
JB/T 942—2012
连续放电时间间隔
编码器与数据处理单元正确连接，按GB/T17626.4在编码器电源端和保护接地端之间、信号电缆上施加脉冲群（见表10）进行抗电快速瞬变脉冲群抗干扰能力试验，试验结果应满足6.3的要求。表10
试验等级
在电源端和保护接地端之间
电压峰值
9.5编码器输出信号
重复频率
在编码器信号电缆上
电压峰值
重复频率
持续时间
施压电压
编码器输出信号采用示波器、相位计和万用表检验，也可采用相位检测仪，应符合6.4的规定。9.6准确度
9.6.1角度分度误差
9.6.1.1在规定的温度条件下，将编码器与标准数显表连接，在角度分度误差测量装置上，土0.25”级编码器采用排列互比法（按附录A的规定）进行测量，土0.5”级、±1”级、土2”级、土5”级、土10\级和土20”级编码器采用直接比较法进行测量，分别测量一转内的角度分度误差及单信号周期内的角度分度误差。对于有固定零位的编码器，取各测点角度分度误差的最大绝对值加上“土”作为测量结果；对于无固定零位的编码器，取各测点角度分度误差的峰值与谷值之差除以2加上“土”作为测量结果。测量结果应符合6.5.1的规定，
9.6.1.2编码器正、反两个运动方向的角度分度误差都要被测量。采用排列互比法（按附录A的规定）的一转内角度分度误差的测量点在360°范围内不应少于17点（均布）且测量点数为质数，采用直接比较法的一转内角度分度误差的测量点在360°范围内不应少于12点（均布）；单信号周期内的角度分度误差的测量点取角度分度误差最大绝对值所在位置进行加密测量，测量范围为一个编码器的细分周期，测量点数不应少于10点。
9.6.1.3测量装置的不确定度不应大于被测编码器角度分度误差允许值的1/3。9.6.2重复性
在规定的温度条件下，将编码器与标准数显表连接，在角度分度误差测量装置上进行测量。测量时在编码器同一位置的正、反两方向各测量五次，按公式（1）计算重复性。在编码器的三个均匀分布的不同位置进行重复性的测量，取三个位置的ε正及6反中的最大绝对值作为重复性的测量结果。测量结果应符合6.5.2的规定。
JB/T9942—2012
式中：
第i次正向分度测量值；
-第i次反向分度测量值；
正向分度测量值平均值；
反向分度测量值平均值；
正向或反向测量次数；
正向重复性；
反向重复性。
9.7电气安全性能
用500V（DC）兆欧表（或等效设备）测试受试品的电源端与壳体之间，在施加第7章规定的电压1min后读取绝缘电阻值，结果应符合第7章的规定。9.8环境适应性
9.8.1气候环境
9.8.1.1工作温度
按GB/T2423.1-—2008和GB/T2423.2—2008对编码器进行高温50℃、低温0℃、持续时间不少于2h的工作温度试验，恒温1h后编码器通电工作，试验过程中编码器能正常工作，试验结束后编码器表面涂层无起泡、脱落、开裂等现象。9.8.1.2购存温度
按GB/T2423.1--2008和GB/T2423.2--2008对编码器进行高温60℃、低温-10℃、持续时间16h的贮存温度试验，试验结束后编码器表面涂层无起泡、脱落、开裂等现象，通电后编码器能正常工作。9.8.1.3恒定湿热
按GB/T2423.3一2006对编码器进行恒定湿热试验，试验温度为40℃土2℃、持续时间24h，试验结束后编码器表面涂层无起泡、脱落、开裂等现象，通电后编码器工作正常。9.8.2力学环境
9.8.2.1振动（正弦）
根据8.2.1的要求，按GB/T2423.10—2008进行试验，试验结果应符合本标准8.2.1的规定。9.8.2.2冲击
根据8.2.2的要求，按GB/T2423.5—1995进行试验，试验结果应符合本标准8.2.2的规定。9.8.2.3跌落
根据8.2.3的要求，按GB/T4857.5—1992进行试验，试验结果应符合本标准8.2.3的规定。10检验规则
10.1出厂检验
10.1.1检验项目及数量
出厂检验项目按附录B的规定，检验数量为100%。10.1.2检验的判定
出厂检验有一项不合格时，则视产品为不合格。10.2型式检验
10.2.1项目
型式检验项目按附录B的规定。
10.2.2检验数量
型式检验采用产品抽样的方法，样品数量不少于3台。6
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