产品说明书
WR3806 是一款一体式高精度绝对值磁编码器,将磁电传感元件、信号处理电路、轴承和输出轴集成于单一金属壳体内,通过外壳尾部的 RS485 屏蔽线缆差分输出位置数据。
相较于 MT 系列裸板编码器(需自行贴装磁铁、对准气隙),WR3806 出厂已完成磁铁与传感器装配、对准与精度校准,用户仅需通过前端法兰固定并接入电源/通讯线缆即可使用,可大幅简化设备结构设计。
支持 Modbus RTU 协议,配备硬件 ZR 置零信号输入,可广泛应用于伺服反馈、关节机器人、自动化定位设备、精密仪器角度测量等领域。
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| 产品系列 | WR3806 一体式通讯磁编码器 |
| 型号标识 | WR3806MDB16-01 |
| 结构形式 | 一体式(磁铁/传感器/轴承/轴/电路全部集成) |
| 通讯接口 | RS485 半双工 |
| 通讯协议 | Modbus RTU |
| 传输速率 | 9600bps ~ 2.5Mbps(默认 38400bps) |
| 接口响应时间 | 5μs |
| 默认波特率 | 38400 bps |
| 数据格式 | 8位数据位,1位停止位,无校验 |
| 默认设备地址 | 1 |
| 支持功能码 | 03 (读)、06 (单写)、16 (多写) |
| ZR 置零信号 | 1 路,低电平有效(硬件内部上拉 3.3V) |
| 工作电压 | DC 4.5 ~ 28V |
| 工作电流 | <50mA |
| 每圈分辨率 | 16位有效(65536) · 16位格式输出(角度当量≈0.0055°/LSB) |
| 测量范围 | 0° ~ 360° 连续旋转 |
| 多圈计数 | 有符号计数寄存器(每越 0/65535 边界 +1/-1) |
| 角度误差 (INL) | 出厂典型 ±0.5°,最大 ±1.0°;安装后自校准可提升至典型 ±0.07°(详见 4.3 节) |
| 传感器技术 | 磁电 |
| 内置温度检测 | NTC 10K B3380K,量程 0~100°C,分辨率 0.1°C(详见寄存器 [3]) |
| 工作温度 | -40°C ~ +105°C |
| 存储温度 | -40°C ~ +125°C |
| 相对湿度 | ≤85% RH(无凝露) |
| 外壳直径 | Ø38mm |
| 输出轴 | Ø6mm D 型切口轴 |
| 安装方式 | 前端 3ר3.1mm 法兰孔(M3 螺钉) |
| 最高旋转速度 | 12000 rpm |
| 出线方式 | 5 芯屏蔽线缆(红/黑/黄/绿/蓝),尾部出线,默认出线长度 1m |
| 重量 | 约 80g(含线缆) |
WR3806 一体式编码器(含铭牌、线缆尾出线、轴承输出轴)
外形尺寸图(单位:mm)
规律慢闪(约 1 秒一次):正常工作,等待主机通信;快速闪烁(约 0.1 秒一次):正在与主机进行数据通信;常亮或常灭:异常状态。
WR3806 通过 5 芯屏蔽线缆引出所有外部接口,颜色对应功能如下:
| 线色 | 功能 | 方向 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 红色 | VCC | 电源输入 | DC 4.5 ~ 28V 正极 |
| 黑色 | GND | 电源地 | 电源负极(与 RS485 地、ZR 地内部连通) |
| 黄色 | RS485-A | 通讯 | RS485 总线 A 线(D-),需接 120Ω 终端电阻(视总线长度) |
| 绿色 | RS485-B | 通讯 | RS485 总线 B 线(D+) |
| 蓝色 | ZR | 输入 | 硬件置零信号,低电平有效,内部已上拉 3.3V(详见 4.2 节) |
WR3806 通过前端法兰盘固定于用户机壳上,输出轴通过联轴器或同步带轮等传动机构连接负载。安装步骤:
WR3806 提供一路硬件置零输入(ZR,低电平有效,内部已上拉 3.3V),允许外部按钮、PLC 输出或限位开关直接触发当前角度置零,无需上位机发 Modbus 指令。ZR 信号具备两种触发模式:
运行状态下,ZR 引脚检测到下降沿(经 20ms 硬件消抖),立即触发一次置零:
在编码器上电时,若 ZR 引脚已经为低电平并保持 ≥ 10 秒,编码器将执行恢复出厂默认参数操作:
WR3806 出厂时已完成基础精度校准,出厂状态下角度积分非线性(INL)典型值为 ±0.5°,最大不超过 ±1.0°。编码器安装到设备后,输出轴与负载的同轴度偏差、机械联轴器偏心等因素会引入附加安装误差,叠加后实际角度误差将大于出厂 INL 指标。建议在整机机械装配完成后执行一次自校准:编码器内部自动测量并存储安装误差补偿数据,补偿后角度误差典型值可达 ±0.07°(较出厂典型水平约改善 7 倍)。
校准过程要求输出轴保持匀速旋转(建议使用对拖平台或闭环伺服驱动编码器),需满足以下条件:
| 条件 | 要求 | 说明 |
|---|---|---|
| 安装 | 按 4.1 节装配规范固定 | 同轴度 ≤ 0.05mm,输出轴径向跳动小 |
| 旋转速度 | 匀速(速度波动 < 3%) | 推荐对拖平台或闭环伺服驱动;开环步进等匀速性差的驱动方式可能导致校准失败 |
| 旋转圈数 | ≥ 64 圈 | 校准过程中保持连续旋转,中途停止会导致校准失败 |
| 保存时间 | 成功后等待 ≥ 6 秒 | 校准数据写入 MT6835 内部 EEPROM,期间不可断电,否则校准结果丢失 |
使用配套上位机调试软件 EncoderMultiTool,通过 USB 转 RS485 连接编码器,按设备通信协议选择连接方式:
| 设备协议版本 | 连接方式 | 自校准入口 |
|---|---|---|
| Modbus 协议 | Modbus 模式,默认 38400bps(站号默认 1) | Modbus 面板 →「自校准 (INL)」按钮 |
校准窗口操作流程:
可通过 Modbus 保持寄存器触发/监控校准(以 1 为基地址,报文地址 = 寄存器号):
| 寄存器地址 | 读写 | 功能 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 113 | 读/写 | 校准控制 | 写 1 = 启动自校准;写 0 = 停止校准(须使用功能码 06 写单寄存器;功能码 16 不触发 CAL_EN 动作) |
| 114 | 只读 | 校准状态 | 0=空闲 1=校准中 2=失败 3=成功 |
出厂默认通讯参数:
编码器支持 0x03、0x06、0x10 三种功能码。主机可以通过 Modbus RTU 模式读写寄存器来设置编码器参数以及读编码器位置。
主机发送读取命令:
| 设备站号 | 功能码 | 寄存器地址高 | 寄存器地址低 | 寄存器个数高 | 寄存器个数低 | CRC高 | CRC低 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 0x03 | 0x00 | 0x01 | 0x00 | 0x01 | 0xD5 | 0xCA |
从机应答命令:
| 设备站号 | 功能码 | 数据长度 | 数据高字节 | 数据低字节 | CRC高 | CRC低 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 0x03 | 0x02 | 0x12 | 0x34 | 0xB5 | 0x33 |
0x12 0x34:角度分辨率值 = 0x1234 = 4660(max. 65536/圈)
角度(°) = 读数值 × 360 ÷ 65536
以写存储命令为例 — 主机发送:
| 设备站号 | 功能码 | 寄存器地址高 | 寄存器地址低 | 数据高 | 数据低 | CRC高 | CRC低 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 0x06 | 0x00 | 0x0A | 0x00 | 0x01 | 0x28 | 0x08 |
从机应答(原样回显表示执行成功):
| 设备站号 | 功能码 | 寄存器地址高 | 寄存器地址低 | 数据高 | 数据低 | CRC高 | CRC低 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 0x06 | 0x00 | 0x0A | 0x00 | 0x02 | 0x28 | 0x09 |
示例:将波特率改为 115200 — 主机发送:
| 站号 | 功能码 | 起始地址高 | 起始地址低 | 寄存器数高 | 寄存器数低 | 字节数 | 数据高 | ... | 数据低 | CRC高 | CRC低 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 0x10 | 0x00 | 0x65 | 0x00 | 0x02 | 0x04 | 0x00 | 0x01 | 0xC2 | 0x00 | 0x35 |
| 地址(十进制) | 参数名称 | 说明 | 长度 | 读写 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 当前角度值 | 当前绝对角度,范围 0~65535 | 2字节 | 只读 |
| 2 | 多圈计数 | 旋转圈数累计值(有符号整数) | 2字节 | 只读 |
| 3 | 内部温度(×10) | 编码器内部 PCB 温度(NTC),单位 0.1°C,例如 25.0°C = 250,量程 0~100°C | 2字节 | 只读 |
| 10 | 保存/设零点 | 写入 1:保存所有参数 写入 3:设零点并保存(功能等价于 ZR 信号下降沿) |
2字节 | 读写 |
| 100 | 软件版本 | 固件版本号(1616 = V16.16) | 2字节 | 只读 |
| 101 | 波特率(高字) | 通信波特率高 16 位,占 2 个连续寄存器 | 2字节 | 读写 |
| 102 | 波特率(低字) | 通信波特率低 16 位 | 2字节 | 读写 |
| 103 | 协议选择 | 固定为 1 = Modbus RTU | 2字节 | 只读 |
| 104 | 设备地址 | Modbus 从站地址,范围 1~247 | 2字节 | 读写 |
| 105 | 零点偏移 | 角度零点修正值 | 2字节 | 读写 |
| 106 | 计数方向 | 0 = 正转加;1 = 反转加(修改后需写寄存器 10 = 1 保存) | 2字节 | 读写 |
| 113 | 校准控制 | 写 1 = 启动自校准;写 0 = 停止校准(必须使用功能码 06) | 2字节 | 读写 |
| 114 | 校准状态 | 0=空闲 1=校准中 2=失败 3=成功 | 2字节 | 只读 |