旋轉(zhuǎn)編碼器原理

時(shí)間：2022-02-17作者：蘇州高控科技有限公司瀏覽：370

增量式轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器根據(jù)內(nèi)部2個(gè)感光接納管轉(zhuǎn)換其角度碼盤(pán)的時(shí)鐘頻率和相位差關(guān)聯(lián)，獲得其角度碼盤(pán)角度偏移量提升（正方位）或降低（負(fù)方位）。在緊密連接數(shù)字電路設(shè)計(jì)尤其是單片機(jī)設(shè)計(jì)后，增量式轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器在角度精確測(cè)量和角速度測(cè)量較肯定式轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器較具備便宜和簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。

下邊對(duì)增量式轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器的內(nèi)部工作中原理（圖下）




A,B二點(diǎn)相匹配2個(gè)感光接納管，A,B二點(diǎn)間隔為 S2 ,角度碼盤(pán)的光柵尺間隔各自為S0和S1。

當(dāng)角度碼盤(pán)以某一速率勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，那麼得知輸出波形中的S0：S1：S2參考值與具體圖的S0：S1：S2參考值同樣，同理角度碼盤(pán)以別的的速率勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輸出波形中的S0：S1：S2參考值與具體圖的S0：S1：S2參考值仍同樣。假如角度碼盤(pán)做變速運(yùn)動(dòng)，把它看變成好幾個(gè)健身運(yùn)動(dòng)周期時(shí)間（在下面界定）的組成，那麼每一個(gè)健身運(yùn)動(dòng)時(shí)間中輸出波形中的S0：S1：S2參考值與具體圖的S0：S1：S2參考值仍同樣。

根據(jù)輸出波形得知每一個(gè)健身運(yùn)動(dòng)時(shí)間的時(shí)鐘頻率為




大家把當(dāng)今的A,B輸出值保存，與下一個(gè)A,B輸出值做比較，就可以隨便的得到角度碼盤(pán)的健身運(yùn)動(dòng)方位，假如光柵尺格S0相當(dāng)于S1時(shí)，也就是S0和S1傾斜度交角同樣，且S2相當(dāng)于S0的1/2，那麼可獲得本次角度碼盤(pán)健身運(yùn)動(dòng)偏移角度為S0傾斜度交角的1/2，除于所消毫的時(shí)間，就獲得本次角度碼盤(pán)健身運(yùn)動(dòng)偏移角速度。

S0相當(dāng)于S1時(shí)，且S2等于S0的1/2時(shí)，1/4個(gè)健身運(yùn)動(dòng)周期時(shí)間就可以獲得健身運(yùn)動(dòng)方位位和偏移角度，假如S0不等于S1，S2不等于S0的1/2，那麼要1個(gè)健身運(yùn)動(dòng)周期時(shí)間才可以獲得健身運(yùn)動(dòng)方位位和偏移角度了。

大家經(jīng)常使用的電腦鼠標(biāo)也是這一原理哦。

依據(jù)檢驗(yàn)原理，編碼器可分為電子光學(xué)式、磁式、感應(yīng)和電容傳感器。依據(jù)其標(biāo)尺方式及數(shù)據(jù)信號(hào)輸出方式，可分成增量式、肯定式及其混合式教學(xué)三種。

1.1增量式編碼器

增量式編碼器是立即運(yùn)用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組波形單脈沖A、B和Z相；A、B2組單脈沖相位角90o，進(jìn)而可便捷地分辨出轉(zhuǎn)動(dòng)方位，而Z相為每轉(zhuǎn)一個(gè)單脈沖，用以標(biāo)準(zhǔn)精準(zhǔn)定位。它的優(yōu)勢(shì)是原理結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，機(jī)械設(shè)備人均壽命可在幾萬(wàn)元鐘頭以上，抗干擾性強(qiáng)，穩(wěn)定性高，合適于遠(yuǎn)距離傳送。其缺陷是沒(méi)法輸出軸旋轉(zhuǎn)的肯定位置信息。




光學(xué)編碼器歸類(lèi)和挑選

光學(xué)編碼器是運(yùn)用光柵衍射原理完成偏移—數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的，從50時(shí)代逐漸運(yùn)用于數(shù)控車(chē)床和測(cè)算儀器設(shè)備，因其構(gòu)造簡(jiǎn)易、計(jì)量檢定高精度、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，在**獲得重視和營(yíng)銷(xiāo)推廣。近些年較獲得長(zhǎng)久的發(fā)展趨勢(shì)，在高精密精準(zhǔn)定位、速率、長(zhǎng)短、瞬時(shí)速度、震動(dòng)等層面獲得普遍的運(yùn)用。

光學(xué)編碼器按編碼方法分成二類(lèi)：增量式與肯定式。

1、增量式編碼器特性：

增量式編碼器傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，有相對(duì)的單脈沖輸出，其記數(shù)起始點(diǎn)隨意設(shè)置，可完成多圈無(wú)盡累積和精確測(cè)量。編碼器軸轉(zhuǎn)一圈會(huì)輸出固定不動(dòng)的單脈沖，脈沖數(shù)由編碼器光柵尺的線數(shù)決策。必須提升分辯率時(shí)，可運(yùn)用 90 度相位角的 A、B 雙路數(shù)據(jù)信號(hào)開(kāi)展內(nèi)存**頻或拆換高分辯率編碼器。

2、肯定式編碼器特性：

肯定式編碼器有與部位相對(duì)性應(yīng)的代瑪輸出，通常為二進(jìn)制碼或 BCD 碼。從編碼數(shù)尺寸的轉(zhuǎn)變可以辨別正反面方位和偏移所在的部位，肯定零位編碼還能夠用以斷電部位記憶力。肯定式編碼器的檢測(cè)范圍基本為 0—360 度。

速度計(jì)與長(zhǎng)短計(jì)一般選用增量式編碼器，下列就其主要參數(shù)范疇作簡(jiǎn)略的詳細(xì)介紹，供型號(hào)選擇參照。

（1）光柵尺線數(shù)：




（2）輸出方法：

基本有五種輸出方法：

集電結(jié)**輸出（通用性）相輔相成輸出工作電壓輸出長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器輸出UVW 輸出

（3）工作標(biāo)準(zhǔn)電壓：基本有下列幾類(lèi)：

5V、12V、24V、5-24V（通用性）、5-30V

（4）安全防護(hù)特性：基本為抗油、防污、抗震等級(jí)型。

（5）延展性連接器：編碼器軸與客戶(hù)軸連接時(shí)，存有同軸線偏差，比較嚴(yán)重時(shí)將毀壞編碼器。規(guī)定選用延展性連接器（編碼器生產(chǎn)廠家給予選件），處理軸力問(wèn)題，一般可以保證容許扭距 <1N.m, 不平行度<0.2mm，徑向傾角 <1.5度。

連軸器常見(jiàn)規(guī)格型號(hào)為：




（6）安裝應(yīng)用及常見(jiàn)問(wèn)題：

編碼器歸屬于高儀器儀表，安裝時(shí)不可敲打和撞擊。軸承端蓋連接防止鋼度連接，而應(yīng)選用連軸器、尼龍齒輪或同步皮帶連接傳動(dòng)系統(tǒng)。應(yīng)用轉(zhuǎn)速比不必**額定值轉(zhuǎn)速比，不然會(huì)危害電氣設(shè)備數(shù)據(jù)信號(hào)。

光學(xué)編碼器的簡(jiǎn)易了解

光學(xué)編碼器，是一種根據(jù)光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械設(shè)備幾何圖形偏移量轉(zhuǎn)化成單脈沖或數(shù)據(jù)量的感應(yīng)器。這也是現(xiàn)階段運(yùn)用較多的感應(yīng)器，光學(xué)編碼器的工作中原理如下圖所示，在園盤(pán)上面有標(biāo)準(zhǔn)地刻著透光性和不透的線框，在園盤(pán)兩邊，放置閃光元器件和感光元器件。當(dāng)園盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感光元器件接受的流明值隨透光性線框同歩轉(zhuǎn)變，感光元器件輸出波型通過(guò)整形美容后變成單脈沖，碼盤(pán)上面有之相標(biāo)示，每轉(zhuǎn)一圈輸出一個(gè)單脈沖。除此之外，為分辨轉(zhuǎn)動(dòng)方位，碼盤(pán)還可給予相位差相距90o的雙路差分信號(hào)，如下圖所示。




依據(jù)檢驗(yàn)原理，編碼器可分為電子光學(xué)式、磁式、感應(yīng)和電容傳感器。依據(jù)其標(biāo)尺方式及數(shù)據(jù)信號(hào)輸出方式，可分成增量式、肯定式及其混合式教學(xué)三種。

1、增量式編碼器是立即運(yùn)用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組波形單脈沖A、B和Z相；A、B2組單脈沖相位角90o，進(jìn)而可便捷地分辨出轉(zhuǎn)動(dòng)方位，而Z相為每轉(zhuǎn)一個(gè)單脈沖，用以標(biāo)準(zhǔn)精準(zhǔn)定位。它的優(yōu)勢(shì)是原理結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，機(jī)械設(shè)備人均壽命可在幾萬(wàn)元鐘頭以上，抗干擾性強(qiáng)，穩(wěn)定性高，合適于遠(yuǎn)距離傳送。其缺陷是沒(méi)法輸出軸旋轉(zhuǎn)的肯定位置信息。

2、**式編碼器是運(yùn)用當(dāng)然二進(jìn)制或循環(huán)系統(tǒng)二進(jìn)制（葛萊碼）方法開(kāi)展光電轉(zhuǎn)換的?？隙ㄊ骄幋a器與增量式編碼器不同點(diǎn)取決于園盤(pán)上透光性、不透的線框圖型，肯定編碼器可有多個(gè)編號(hào)，依據(jù)讀取碼盤(pán)上的編號(hào)，檢驗(yàn)肯定部位。編號(hào)的設(shè)計(jì)方案可選用二進(jìn)制碼、循環(huán)碼、二進(jìn)制補(bǔ)碼等。它的特性是：

（1）可以立即讀取角度座標(biāo)的平方根；

（2）沒(méi)有積累偏差；

（3）開(kāi)關(guān)電源摘除后位置信息不容易遺失?？墒瞧聊环直媛适怯啥M(jìn)制的十位數(shù)來(lái)決策的，換句話說(shuō)精密度在于十位數(shù)，現(xiàn)階段有10位、14位等多種多樣。

3、混合式教學(xué)平方根編碼器，它輸出2組信息內(nèi)容：一組信息用以檢驗(yàn)磁場(chǎng)部位，含有肯定信息內(nèi)容作用；另一組則徹底同增量式編碼器的輸出信息內(nèi)容。

光學(xué)編碼器是一種角度（角速度）檢驗(yàn)設(shè)備，它將鍵入給軸的角度量，運(yùn)用光電轉(zhuǎn)換原理 轉(zhuǎn)化成相對(duì)應(yīng)的脈沖電流或數(shù)據(jù)量，具備體型小，高精度，工作中靠譜,插口智能化等優(yōu)勢(shì)。它廣泛運(yùn)用于數(shù)控車(chē)床、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、伺服驅(qū)動(dòng)器傳動(dòng)系統(tǒng)、智能機(jī)器人、雷達(dá)探測(cè)、*總體目標(biāo)測(cè)量等必須檢驗(yàn)角度的設(shè)備和機(jī)器設(shè)備中。

增量型和平方根轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器

一、增量型旋轉(zhuǎn)編碼器

軸的每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，增量型編碼器給予一定數(shù)目的單脈沖。

規(guī)律性的精確測(cè)量或是單位時(shí)間內(nèi)的單脈沖記數(shù)可以用于精確測(cè)量挪動(dòng)的速率。

假如在一個(gè)定位點(diǎn)后邊脈沖數(shù)被累積，測(cè)算值就意味著了旋轉(zhuǎn)角度或行程安排的主要參數(shù)。雙通道內(nèi)存編碼器輸出單脈沖A、B中間相距為90O，能使接受單脈沖的電子產(chǎn)品接受軸的轉(zhuǎn)動(dòng)磁感應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)，因而可以用來(lái)完成雙重的精準(zhǔn)定位操縱；此外，三安全通道增量型轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器每一圈造成一個(gè)稱(chēng)作零位數(shù)據(jù)信號(hào)的單脈沖（Z）。

二、增量型平方根轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器

平方根編碼器為每一個(gè)軸的部位給予一個(gè)*一**的編號(hào)數(shù)據(jù)值。特別是在精準(zhǔn)定位操縱運(yùn)用中，平方根編碼器緩解了光電接受機(jī)器設(shè)備的測(cè)算每日任務(wù)，進(jìn)而省掉了繁雜的和價(jià)格昂貴的鍵入設(shè)備：并且，當(dāng)設(shè)備合上開(kāi)關(guān)電源或電源常見(jiàn)故障后再接入開(kāi)關(guān)電源，不用返回部位定位點(diǎn)，就可運(yùn)用當(dāng)今的部位值。

單圈平方根編碼器把軸細(xì)分為要求總數(shù)的精確測(cè)量步，較大的屏幕分辨率為13位，這就代表著較大可區(qū)別8192個(gè)部位 多圈平方根編碼器不但能在一圈內(nèi)精確測(cè)量角速度，并且可以用多步傳動(dòng)齒輪精確測(cè)量圈數(shù)。多圈的圈數(shù)為12位，換句話說(shuō)較大4096圈可以被鑒別?？偟钠聊环直媛士勺龅?5位或是33，554，432個(gè)精確測(cè)量記步。并行處理平方根轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器傳送部位值到估計(jì)電子系統(tǒng)根據(jù)兩根電纜線并行處理傳輸。

假定串行通信平方根編碼器，輸出數(shù)據(jù)信息可以用規(guī)范的插口和規(guī)范化的協(xié)義傳輸，與此同時(shí)過(guò)去點(diǎn)到點(diǎn)的聯(lián)接完成了串行通信數(shù)據(jù)信息傳輸。


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• 詞條

  詞條說(shuō)明

• 什么是編碼器

  編碼器（encoder）是將信號(hào)（如比特流）或數(shù)據(jù)信息開(kāi)展定編、變換為可以用以通信、傳送和儲(chǔ)存的信號(hào)方式的機(jī)器設(shè)備。編碼器把角速度或平行線偏移轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，**一種稱(chēng)之為碼盤(pán)，后者稱(chēng)為碼尺。依照讀取方法編碼器可以分成容柵和非接觸式二種；依照原理編碼器可分成增量式和肯定式兩大類(lèi)。增量式編碼器是將偏移轉(zhuǎn)化成規(guī)律性的電信號(hào)，再把這個(gè)電信號(hào)轉(zhuǎn)化成記數(shù)單脈沖，用脈沖的數(shù)量表明偏移的尺寸。肯定式編碼器的每一個(gè)

• 編碼器COC認(rèn)證

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