編碼器原理

編碼器原理：

編碼器是由一箇中心有軸的光電碼盤，其上有環形通、暗的刻線，有光電發射和接收器件讀取，獲得四組正弦波訊號組合成A、B、C、D。可通過比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉與反轉，通過零位脈衝，可獲得編碼器的零位參考位。

編碼器是將訊號（如位元流）或資料進行編制、轉換為可用以通訊、傳輸和儲存的訊號形式的裝置。編碼器把角位移或直線位移轉換成電信號，前者稱為碼盤，後者稱為碼尺。按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種；按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對式兩類。增量式編碼器是將位移轉換成周期性的電訊號，再把這個電訊號轉變成計數脈衝，用脈衝的個數表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個位置對應一個確定的數字碼，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關，而與測量的中間過程無關。

編碼器分類：

1、按碼盤的刻孔方式不同分類

（1）增量型：就是每轉過單位的角度就發出一個脈衝訊號(也有發正餘弦訊號，然後對其進行細分，斬波出頻率更高的脈衝)，通常為A相、B相、Z相輸出，A相、B相為相互延遲1/4週期的脈衝輸出，根據延遲關係可以區別正反轉，而且通過取A相、B相的上升和下降沿可以進行2或4倍頻；Z相為單圈脈衝，即每圈發出一個脈衝。

（2）絕對值型：就是對應一圈，每個基準的角度發出一個唯一與該角度對應二進位制的數值，通過外部記圈器件可以進行多個位置的記錄和測量。

2、按訊號的輸出型別分為：電壓輸出、集電極開路輸出、推拉互補輸出和長線驅動輸出。

3、以編碼器機械安裝形式分類

（1）有軸型：有軸型又可分為夾緊法蘭型、同步法蘭型和伺服安裝型等。

（2）軸套型：軸套型又可分為半空型、全空型和大口徑型等。

4、以編碼器工作原理可分為：光電式、磁電式和觸點電刷式。

編碼器的優缺點：

光電編碼器

優點：體積小，精密，本身分辨度可以很高，無接觸無磨損;同一品種既可檢測角度位移，又可在機械轉換裝置幫助下檢測直線位移;多圈光電絕對編碼器可以檢測相當長量程的直線位移(如25位多圈)。壽命長，安裝隨意，介面形式豐富，價格合理。成熟技術，多年前已在國內外得到廣泛應用。

缺點：精密但對戶外及惡劣環境下使用提出較高的保護要求；量測直線位移需依賴機械裝置轉換，需消除機械間隙帶來的誤差；檢測軌道執行物體難以克服滑差。

靜磁柵絕對編碼器

優點：體積適中，直接測量直線位移，絕對數字編碼，理論量程沒有限制；無接觸無磨損，抗惡劣環境，可水下1000米使用；介面形式豐富，量測方式多樣；價格尚能接受。

缺點：分辨度1mm不高；測量直線和角度要使用不同品種；不適於在精小處實施位移檢測（大於260毫米）。