编码器种类及编码器原理

编码器是一种将机械运动转换为数字电信号的传感器。当驾驶员想要控制电机旋转时，U、V、W三相电气输出驱动电机运行。为了将电机转到某个位置或角度，我们将此位置称为目标值。我们需要知道此时电机转动的幅度和位置，否则电机只会盲目转动。在此过程中，编码器起反馈作用。编码器将转子旋转圆的不同位置分开，然后与转子一起旋转。当前转子的位置实时反馈给驱动器，以便驱动器知道当前位置是否达到目标值。一旦达到目标值，控制U、V、W三相电的输出，使转子停止在此位置，从而控制任何位置或角度。简要介绍编码器的组成。

1.编码器介绍

简而言之，编码器是一个提供反馈信号的传感器。它是一种用于反馈设备运动信息的装置。编码器可以确定电机或其他移动设备的速度或位置信息，并将运动信息转换为电信号，可由运动控制系统中相应类型的接口模块读取。

由于编码器可以提供反馈信号来确定位置、速度或方向，因此它是小型伺服电机高精度和精确操作的重要组成部分，即使对于用于改善重载的大型电机，如起重机，也是如此。事实上，编码器几乎可以在每个行业中找到，从石化行业到制浆造纸行业，从精密电子到汽车制造

2.编码器原理

编码器可以使用不同类型的技术来生成信号，包括机械、磁性、电阻和光学信号。在光学传感中，编码器根据光的中断提供反馈，即利用光传输原理扫描码盘。

脉冲由开槽板的机械运动产生。通过将光传输到光敏元件，光通过码盘孔产生电压，电压由电子系统作为二进制信号处理。

3.编码器类型

从信号产生的类型来看，数字编码器通常选择测量位置和运动随时间的变化。然而，有时有必要考虑环境因素并使用其他测量组件。例如，在恶劣环境或振动条件下，必须使用旋转变压器或测速发电机(测速)进行测量。

就硬件结构而言，它主要分为线性编码器或旋转编码器。线性编码器处理物体沿路径或直线的移动。旋转编码器随电机旋转以检测旋转运动信息。

根据使用的技术、电源类型或记忆当前位置的能力，编码器可分为增量型和绝对值型。

（1）增量式编码器

增量编码器(也称为增量或脉冲编码器)是一种转换器，可以产生电脉冲，以确定旋转运动中角度的增量。增量编码器的特点之一是输出的脉冲数不变，这决定了测量系统的精度。除了绝对定位需要归零之外，增量式编码器还具有成本低、分辨率高、体积小、易于更换、抗干扰能力强、运行可靠、数据传输速度快等特点。

增量编码器并不意味着绝对位置信息，而只是意味着位置变化。由于增量编码器不提供任何关于绝对位置的信息，当使用增量编码器检测位置时，驱动器将在断电后丢失位置值。再次通电后，驾驶员无法确定电机轴位置和机器位置之间的关系。因此，在绝对定位之前，驾驶员需要主动返回参考点(归零、参考、原点等不同的描述符)，然后驾驶员可以再次建立电气零点和机器零点之间的关系。增量编码器广泛应用于异步感应电机的工业应用中。

（2）绝对值编码器

系列绝对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，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2进制编码（格雷码），这就称为n位绝对编码器。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。

编码器种类及型号 原理旋转变压器与其他编码器的不同之处，在于其输出的是模拟量正余弦信号，而不是方波脉冲信号，因此在应用于伺服系统中，需要一定的接口电路，或者称为分解器数字变换器，来实现模拟信号到控制系统数字信号的转换。分解器是旋转变压器的另一种叫法，因为旋转变压器输出正弦信号和余弦信号，其实就是一种信号正交分解的形式。

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审核编辑 黄宇