一概述

旋轉編碼器在工業(yè)現場(chǎng)的轉速測量領(lǐng)域，使用較為廣泛。它是將信號或數據轉換為可以用通訊，傳輸和存儲的信號形式的設備。

旋轉編碼器是集光機電技術(shù)于一體的速度位移傳感器，當旋轉編碼器軸帶動(dòng)光柵盤(pán)旋轉時(shí)，經(jīng)發(fā)光元件發(fā)出的光被光柵盤(pán)狹縫切割成斷續光線(xiàn)，并被接收元件接收產(chǎn)生初始信號，該信號經(jīng)后繼電路處理后，輸出脈沖或代碼信號，其特點(diǎn)是體積小，重量輕，品種多，功能全，頻響高，分辨能力高，力矩小，耗能低，性能穩定，可靠使用，壽命長(cháng)等特點(diǎn)。

二工作原理

1增量型編碼器

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(xiàn)，有光電發(fā)射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D,每個(gè)正弦波相差90度相位差（相對于一個(gè)周波為360度），將C、D信號反向，疊加在A、B兩相上，可增強穩定信號；另每轉輸出一個(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與反轉（用于轉向判斷），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(xiàn)，其熱穩定性好，精度高，金屬碼盤(pán)直接以通和不通刻線(xiàn)，不易碎，但由于金屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩定性就要比玻璃的差一個(gè)數量級，塑料碼盤(pán)是經(jīng)濟型的，其成本低，但精度、熱穩定性、壽命均要差一些。

分辨率：編碼器以每旋轉360度提供多少的通或暗刻線(xiàn)稱(chēng)為分辨率，也稱(chēng)解析分度、或直接稱(chēng)多少線(xiàn)，一般在每轉分度5~10000線(xiàn)。

信號輸出：信號輸出有正弦波（電流或電壓）,方波（TTL、HTL）,集電極開(kāi)路（PNP、NPN）,推拉式多種形式，其中TTL為長(cháng)線(xiàn)差分驅動(dòng)（對稱(chēng)A,A-;B,B-;Z,Z-）,HTL也稱(chēng)推拉式、推挽式輸出，編碼器的信號接收設備接口應與編碼器對應。

信號連接：編碼器的脈沖信號一般連接計數器、PLC、計算機，PLC和計算機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。  單相聯(lián)接，用于單方向計數，單方向測速。   A.B兩相聯(lián)接，用于正反向計數、判斷正反向和測速。 A、B、Z三相聯(lián)接，用于帶參考位修正的位置測量。

A、A-，B、B-，Z、Z-連接，由于帶有對稱(chēng)負信號的連接，電流對于電纜貢獻的電磁場(chǎng)為0，衰減最小，抗干擾最佳，可傳輸較遠的距離。

對于TTL的帶有對稱(chēng)負信號輸出的編碼器，信號傳輸距離可達150米。 對于HTL的帶有對稱(chēng)負信號輸出的編碼器，信號傳輸距離可達300米。

存在問(wèn)題：增量型編碼器存在零點(diǎn)累計誤差，抗干擾較差，接收設備停機需斷電記憶，開(kāi)機應找零或參考位等問(wèn)題。

2絕對型編碼器

絕對編碼器光碼盤(pán)上有許多道光通道刻線(xiàn)，每道刻線(xiàn)依次以2線(xiàn)、4線(xiàn)、8線(xiàn)、16 線(xiàn)……編排，這樣，在編碼器的每一個(gè)位置，通過(guò)讀取每道刻線(xiàn)的通、暗，獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的唯一的2進(jìn)制編碼（格雷碼），這就稱(chēng)為n位絕對編碼器。這樣的編碼器是由光電碼盤(pán)的機械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。

絕對編碼器由機械位置決定的每個(gè)位置是唯一的，它無(wú)需記憶，無(wú)需找參考點(diǎn)，而且不用一直計數，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、數據的可靠性大大提高了。

從單圈絕對值編碼器到多圈絕對值編碼器。

旋轉單圈絕對值編碼器，以轉動(dòng)中測量光電碼盤(pán)各道刻線(xiàn)，以獲取唯一的編碼，當轉動(dòng)超過(guò)360度時(shí)，編碼又回到原點(diǎn)，這樣就不符合絕對編碼唯一的原則，這樣的編碼只能用于旋轉范圍360度以?xún)鹊臏y量，稱(chēng)為單圈絕對值編碼器。

如果要測量旋轉超過(guò)360度范圍，就要用到多圈絕對值編碼器。

編碼器生產(chǎn)廠(chǎng)家運用鐘表齒輪機械的原理，當中心碼盤(pán)旋轉時(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)），在單圈編碼的基礎上再增加圈數的編碼，以擴大編碼器的測量范圍，這樣的絕對編碼器就稱(chēng)為多圈式絕對編碼器，它同樣是由機械位置確定編碼，每個(gè)位置編碼唯一不重復，而無(wú)需記憶。

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