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编码器基础知识

编码器Encoder为传感器(Sensor)类的一种，主要用来侦测机械运动的速度、位置、角度、距离或计数，除了应用在产业机械外，许多的马达控制如伺服马达、BLDC伺服马达均需配备编码器以供马达控制器作为换相、速度及位置的检出所以应用范围相当广泛。根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式，分为增量式编码器和**式编码器。光电编码器是利用光栅衍射原理实现位移—数字变换的，从50年代开始应用于机床和计算仪器，因其结构简单、计量精度高、寿命长等优点，在国内外受到重视和推广，在精密定位、速度、长度、加速度、振动等方面得到广泛的应用。
　　a.增量式编码器特点：

增量式编码器转轴旋转时，有相应的脉冲输出，其计数起点任意设定，可实现多圈无限累加和测量。编码器轴转一圈会输出固定的脉冲，脉冲数由编码器光栅的线数决定。需要提高分辨率时，可利用90 度相位差的 A、B 两路信号进行倍频或更换高分辨率编码器。

　　b. **式编码器特点

　　**式编码器有与位置相对应的代码输出，通常为二进制码或 BCD 码。从代码数大小的变化可以判别正反方向和位移所处的位置，**零位代码还可以用于停电位置记忆。**式编码器的测量范围常规为0—360 度。

　　增量型旋转编码器

　　轴的每圈转动，增量型编码器提供一定数量的脉冲。周期性的测量或者单位时间内的脉冲计数可以用来测量移动的速度。如果在一个参考点后面脉冲数被累加，计算值就代表了转动角度或行程的参数。双通道编码器输出脉冲之间相差为90º。能使接收脉冲的电子设备接收轴的旋转感应信号，因此可用来实现双向的定位控制；另外，三通道增量型旋转编码器每一圈产生一个称之为零位信号的脉冲。

　　增量型**值旋转编码器**值编码器为每一个轴的位置提供一个****的编码数字值。特别是在定位控制应用中，**值编码器减轻了电子接收设备的计算任务，从而省去了复杂的和昂贵的输入装置：而且，当机器合上电源或电源故障后再接通电源，不需要回到位置参考点，就可利用当前的位置值。

　　单圈**值编码器把轴细分成规定数量的测量步，*大的分辨率为13位，这就意味着*大可区分8192个位置+多圈**值编码器不仅能在一圈内测量角位移，而且能幸，J用多步齿轮测量圈数。多圈的圈数为12位，也就是说*大4096圈可以被识别。总的分辨率可达到25位或者33，554，432个测量步数。并行**值旋转编码器传输位置值到估算电子装置通过几根电缆并行传送。

　　增量型→**型编码器

　　旋转增量值编码器以转动时输出脉冲，通过计数设备来计算其位置，当编码器不动或停电时，依靠计数设备的内部记忆来记住位置。这样，当停电后，编码器不能有任何的移动，当来电工作时，编码器输出脉冲过程中，也不能有干扰而丢失脉冲，不然，计数设备计算并记忆的零点就会偏移，而且这种偏移的量是无从知道的，只有错误的结果出现后才能知道。
　　解决的方法是增加参考点，编码器每经过参考点，将参考位置修正进计数设备的记忆位置。在参考点以前，是不能保证位置的准确性的。在工控中就有每次操作先找参考点，开机找零等方法。
　　这样的方法对有些工控项目比较麻烦，甚至不允许开机找零（开机后就要知道准确位置），有一些工况也不允许使用中因干扰影响而产生位置错误，于是就有了**编码器的出现。　
　　**值旋转编码器光码盘上有许多道光通道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16线。。。。。。编排，这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次方到2的n-1次方的**的2进制编码（格雷码），这就称为n位**编码器。这样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响，由于**值编码器由机械位置决定的每个位置是**的，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了
从单圈**值编码器到多圈**值编码器
　　单圈**值编码器，以转动中测量光电码盘各道刻线，以获取**的编码，当转动超过360度时，编码又回到原点，这样就不符合**编码**的原则，这样的编码器只能用于旋转范围360度以内的测量，称为单圈**值编码器。要测量旋转超过360度范围，就要用到多圈**值编码器。
　　编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理，当中心码盘旋转时，通过齿轮传动另一组码盘（或多组齿轮，多组码盘），在单圈编码的基础上再增加圈数的编码，以扩大编码器的测量范围，这样的**编码器就称为多圈式**编码器，它同样是每个位置编码**不重复的，而无需记忆。
　　多圈编码器另一个优点是由于测量范围大，实际使用往往富裕较多，这样在安装时不必要费劲找零点，将某一中间位置作为起始点就可以了，而大大简化了安装调试难度。
**值编码器的信号输出
**值编码器信号输出有并行输出、串行输出、总线型输出、变送一体型输出等，单圈低位数的编码器一般用并行信号输出，而高位数的和多圈的编码器输出信号不用并行信号（并行信号连接线多，易错码易损坏），一般为串行或总线型输出。其中串行*常用的是时钟同步串联信号（SSI）；总线型*常用的是PROFIBUS-DP型，其他的还有DeviceNet, CAN, Interbus, CC-link等；变送一体型输出使用方便，但精度有所牺牲

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