式編碼器和增量式編碼器的區(qū)別

(上海锝秉工控)：  王工： 

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式編碼器和增量式編碼器的區(qū)別,首先我們從分類上來說，

一、編碼器的分類

     根據(jù)檢測原理，編碼器可分為光學(xué)式、磁式、感應(yīng)式和電容式，根據(jù)其刻度方法及信號輸出形式，可分為增量式、式以及混合式三種。

     1.1 增量式編碼器 增量式編碼器是直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相；A、B兩組脈沖相位差90。，從而可方便的判斷出旋轉(zhuǎn)方向，而Z相為每轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖，用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位。它的優(yōu)點(diǎn)是原理構(gòu)造簡單，機(jī)械平均壽命可在幾萬小時(shí)以上，抗*力強(qiáng)，可靠性高，適合于長距離傳輸。其缺點(diǎn)是無法輸出軸轉(zhuǎn)動的位置信息。

     1.2 式編碼器 式編碼器是直接輸出數(shù)字的傳感器，在它的圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼盤，每條道上有透光和不透光的扇形區(qū)相間組成，相鄰碼道的扇區(qū)樹木是雙倍關(guān)系，碼盤上的碼道數(shù)是它的二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)，在嗎盤的一側(cè)是光源，另一側(cè)對應(yīng)每一碼道有一光敏元件，當(dāng)嗎盤處于不同位置時(shí)，各光敏元件根據(jù)受光照與否轉(zhuǎn)換出相應(yīng)的電平信號，形成二進(jìn)制數(shù)。這種編碼器的特點(diǎn)是不要計(jì)數(shù)器，在轉(zhuǎn)軸的任意位置都可讀書一個(gè)固定的與位置相對應(yīng)的數(shù)字碼。顯然，嗎道必須N條嗎道。目前國內(nèi)已有16位的編碼器產(chǎn)品。

     1.3 混合式編碼器 混合式編碼器，它輸出兩組信息，一組信息用于檢測磁極位置，帶有信息功能；另一組則*同增量式編碼器的輸出信息。

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三、增量型編碼器(旋轉(zhuǎn)型)

1、工作原理:

　　由一個(gè)中心有軸的光電碼盤，其上有環(huán)形通、暗的刻線，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(qiáng)穩(wěn)定信號；另每轉(zhuǎn)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，可通過比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位?！?/span>
　　編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線，其熱穩(wěn)定性好，精度高，金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎，但由于金屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個(gè)數(shù)量級，塑料碼盤是經(jīng)濟(jì)型的，其成本低，但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。

　　分辨率—編碼器以每旋轉(zhuǎn)360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率，也稱解析分度、或直接稱多少線，一般在每轉(zhuǎn)分度5~10000線。

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2、信號輸出:

　　信號輸出有正弦波（電流或電壓）,方波（TTL、HTL）,集電極開路（PNP、NPN）,推拉式多種形式，其中TTL為長線差分驅(qū)動（對稱A,A-;B,B-;Z,Z-）,HTL也稱推拉式、推挽式輸出，編碼器的信號接收設(shè)備接口應(yīng)與編碼器對應(yīng)。

　　信號連接—編碼器的脈沖信號一般連接計(jì)數(shù)器、PLC、計(jì)算機(jī)，PLC和計(jì)算機(jī)連接的模塊有低速模塊與高速模塊之分，開關(guān)頻率有低有高。

　　如單相聯(lián)接，用于單方向計(jì)數(shù)，單方向測速。
　　A.B兩相聯(lián)接，用于正反向計(jì)數(shù)、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，由于帶有對稱負(fù)信號的連接，電流對于電纜貢獻(xiàn)的電磁場為0，衰減zui小，抗干擾，可傳輸較遠(yuǎn)的距離。

　　對于TTL的帶有對稱負(fù)信號輸出的編碼器，信號傳輸距離可達(dá)150米。

　　對于HTL的帶有對稱負(fù)信號輸出的編碼器，信號傳輸距離可達(dá)300米。
　　
3、增量式編碼器的問題：

　　增量型編碼器存在零點(diǎn)累計(jì)誤差，抗干擾較差，接收設(shè)備的停機(jī)需斷電記憶，開機(jī)應(yīng)找零或參考位等問題，這些問題如選用型編碼器可以解決。

　　增量型編碼器的一般應(yīng)用:

　　測速，測轉(zhuǎn)動方向，測移動角度、距離(相對)。

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四、型編碼器（旋轉(zhuǎn)型）　　
　　編碼器光碼盤上有許多道光通道刻線，每道刻線依次以2線、4線、8線、16 線。。。。。。編排，這樣，在編碼器的每一個(gè)位置，通過讀取每道刻線的通、暗，獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的*的2進(jìn)制編碼（格雷碼），這就稱為n位編碼器。這樣的編碼器是由光電碼盤的機(jī)械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。

　　編碼器由機(jī)械位置決定的每個(gè)位置是*的，它無需記憶，無需找參考點(diǎn)，而且不用一直計(jì)數(shù)，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(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。

　　從單圈值編碼器到多圈值編碼器

　　旋轉(zhuǎn)單圈值編碼器，以轉(zhuǎn)動中測量光電碼盤各道刻線，以獲取*的編碼，當(dāng)轉(zhuǎn)動超過360度時(shí)，編碼又回到原點(diǎn)，這樣就不符合編碼*的原則，這樣的編碼只能用于旋轉(zhuǎn)范圍360度以內(nèi)的測量，稱為單圈值編碼器。

　　如果要測量旋轉(zhuǎn)超過360度范圍，就要用到多圈值編碼器。

　　編碼器生產(chǎn)廠家運(yùn)用鐘表齒輪機(jī)械的原理，當(dāng)中心碼盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過齒輪傳動另一組碼盤（或多組齒輪，多組碼盤），在單圈編碼的基礎(chǔ)上再增加圈數(shù)的編碼，以擴(kuò)大編碼器的測量范圍，這樣的編碼器就稱為多圈式編碼器，它同樣是由機(jī)械位置確定編碼，每個(gè)位置編碼*不重復(fù)，而無需記憶。

　　多圈編碼器另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于測量范圍大，實(shí)際使用往往富裕較多，這樣在安裝時(shí)不必要費(fèi)勁找零點(diǎn)， 將某一中間位置作為起始點(diǎn)就可以了，而大大簡化了安裝調(diào)試難度。

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