編碼器的分類

摘要：想要精準的控制電機，你一定會需要用到這樣一個東西，因為它可以幫助你破譯飛速旋轉的電機?

光電編碼器應用了光電轉換原理，可以將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈沖或數(shù)字量。這是目前應用最多的傳感器，由于光電碼盤與電動機同軸，電動機旋轉時，碼盤(光柵盤)與電動機同速旋轉，反映當前電動機的轉速。

它主要由光源、碼盤、光學系統(tǒng)及電路4部分組成。那下面我們根據(jù)不同種類的光電編碼器進行說明。

圖1

一、增量式編碼器

它可以將位移轉換成周期性的電信號，再把這個電信號轉變成計數(shù)脈沖，旋轉增量式編碼器以在轉動時輸出脈沖，通過計數(shù)設備來知道其位置。并且位置是從零位標記開始計算的脈沖數(shù)量是確定的，當停電后，編碼器不能有任何的移動，再次上電工作時，編碼器輸出脈沖過程中，也不能有干擾而丟失脈沖，不然，計數(shù)設備記憶的零點就會偏移。錯誤的結果很難發(fā)現(xiàn)，如不能準確定位參考點，則不能保證位置的準確性。所以每次操作都要先找參考點。但是這樣的編碼器它不受停電、干擾的影響。

圖2

增量式編碼器可利用光電轉換原理輸出A、B和Z三組方波脈沖;A、B兩組脈沖相位差90度，能夠判斷出電機的旋轉方向，而Z相為每轉一圈輸出一個脈沖，用于基準點定位。此編碼器原理構造簡單，機械平均，并且壽命可達幾萬小時，具有較強的抗干擾能力，可靠性高。但是是無法輸出軸轉動的絕對位置信息。

二、絕對式編碼器

絕對式編碼器每一個位置對應一個確定的數(shù)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。其位置是由輸出代碼的讀數(shù)確定的。當電源斷開時，絕對型編碼器并不與實際的位置分離。重新上電時，位置讀數(shù)仍是當前的。

圖3

絕對編碼器能夠直接進行數(shù)字量大的輸出，在碼盤上會有若干的碼道，碼道數(shù)就是二進制位數(shù)。在每條碼道上都會由透光與不透光的扇形區(qū)域組成，通過采用光電傳感器對信號進行采集。在碼盤兩側分別設置有光源和光敏元件，這樣光敏元件則能夠根據(jù)是否接受到光信號進行電平的轉換，輸出二進制數(shù)。并且在不同位置輸出不同的數(shù)字碼。從而可以檢測絕對位置。但是分辨率是由二進制的位數(shù)來決定的，也就是說精度取決于位數(shù)。優(yōu)點：可以直接讀出角度坐標的絕對值，沒有累積誤差，電源切除后位置信息不會丟失。編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。

三、混合式絕對值編碼器

混合式絕對值編碼器，它輸出兩組信息：一組信息用于檢測磁極位置，帶有絕對信息功能;另一組則完全同增量式編碼器的輸出信息。

四、旋轉變壓器

旋轉變壓器簡稱旋變，是由經過特殊電磁設計的高性能硅鋼疊片和漆包線構成的，相比于采用光電技術的編碼器而言，具有耐熱，耐振。耐沖擊，耐油污，甚至耐腐蝕等惡劣工作環(huán)境的適應能力。一對極(單速)的旋變可以視作一種單圈絕對式反饋系統(tǒng)，應用也最為廣泛。

圖4

五、正余弦伺服電機編碼器

可以不采用高頻率的通訊即可讓伺服驅動器獲得高精度的細分，這樣降低了硬件要求，同時由于有單圈角度信號，可以讓伺服電機啟動平穩(wěn)，啟動力矩大。

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