從增量值編碼器到絕對值多圈編碼器_上海银河yh0076機電有限公司

從增量值編碼器到絕對值多圈編碼器

上傳時間：2023-09-26 12:05:52 瀏覽次數：685次

增量值旋轉編碼器，也叫圓光柵、脈衝(chong) 碼盤，從(cong) 這些名稱可以知道，它是圓形的光柵刻線碼盤，旋轉後通過光通量的明暗變化，產(chan) 生脈衝(chong) ，通過外部設備的計數脈衝(chong) ，來增量地加（或減）脈衝(chong) 數而測得旋轉的角度。例如，圓光柵每周刻有360條刻線，每個(ge) 刻線產(chan) 生的一個(ge) 脈衝(chong) 就相當於(yu) 1度，測得脈衝(chong) 累計增加30個(ge) ，就是正向選轉了30度。

增量型編碼器碼盤示意圖

實際上讀取這些刻線的光眼有兩(liang) 個(ge) （或有四個(ge) ），兩(liang) 個(ge) 光眼各自輸出A相於(yu) B相，用以判斷刻線是從(cong) 哪個(ge) 方向過來的，是A提前於(yu) B，還是B提前於(yu) A，就像人的左右眼，從(cong) 而知道編碼器的旋轉方向，這樣，判斷脈衝(chong) 的計數是增還是減，從(cong) 而獲得真實的旋轉角度。

在實際使用中，A相與(yu) B相的位置相差1/4個(ge) 脈衝(chong) 周期，這樣，從(cong) 正方向過來是1/4周期差，而從(cong) 反方向過來就是3/4，可用於(yu) 判斷旋轉方向。如果以一個(ge) 脈衝(chong) 周期為(wei) 360度“相位”角，這樣的1/4就是90度相位差，而3/4就是270度相位差。另外，旋轉編碼器每圈還有一個(ge) 單獨的刻線，相當於(yu) 零位（Zero），也稱為(wei) Z相，用於(yu) 讀取每周的起始點。

這些圓光柵碼盤，最早是由圓金屬片刻蝕獲得，而金屬刻蝕精度有限，轉而用玻璃鍍膜刻蝕，玻璃碼盤的精度是最高的，但易碎。對於(yu) 一些經濟型的編碼器，也有用塑料菲林做的，近期有新技術用樹脂材料，與(yu) 玻璃碼盤一樣的加工工藝，可在較高精度與(yu) 穩定性的情況下，而相比玻璃碼盤不易損壞，這可能是大工業(ye) 批量化生產(chan) 的趨勢。

旋轉增量式編碼器以轉動時輸出脈衝(chong) ，通過計數設備來知道其位置，當編碼器不動或停電時，依靠計數設備的內(nei) 部記憶來記住位置。這樣，當停電後，編碼器不能有任何的移動，當來電工作時，編碼器輸出脈衝(chong) 過程中，也不能有幹擾而丟(diu) 失脈衝(chong) ，不然，計數設備記憶的零點就會(hui) 偏移，而且這種偏移的量是無從(cong) 知道的，隻有錯誤的生產(chan) 結果出現後才能知道。實際上，工業(ye) 控製由於(yu) 使用的設備越來越多，幹擾信號越來越多而且越來越複雜，對於(yu) 增量信號更多的是幹擾信號對於(yu) 脈衝(chong) 的多計與(yu) 漏計無從(cong) 判斷，造成累計誤差。

解決(jue) 的方法是增加外部參考點，編碼器每經過參考點，將參考位置修正進計數設備的記憶位置。在參考點以前，是不能保證位置的準確性的。為(wei) 此，在工控中就有每次操作先找參考點，開機找零等方法。

這樣的方法對有些工控項目比較麻煩，甚至不允許開機找零（開機後就要知道準確位置），有些是連續工作而不允許經常去找零的，於(yu) 是就有了絕對值編碼器的出現。

絕對編碼器光碼盤上有許多道由裏至外的刻線碼道，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(ge) 位置，通過n個(ge) 光眼讀取每道刻線的通、暗，獲得一組從(cong) 2的零次方到2的n-1次方變化的唯一的2進製編碼（格雷碼），這就稱為(wei) n位絕對編碼器。這樣的編碼器是由碼盤的機械位置決(jue) 定的，每個(ge) 位置的編碼是唯一、絕對的，所以稱為(wei) 絕對值編碼器。它不受停電、幹擾的影響。

絕對值編碼器由機械位置決(jue) 定的每個(ge) 位置的唯一性，它無需記憶，無需找參考點，而且不用一直計數，什麽(me) 時候需要知道位置，什麽(me) 時候就可以去讀取它的位置。這樣，編碼器的抗幹擾特性、數據的可靠性大大提高了。

從(cong) 單圈絕對式編碼器到多圈絕對式編碼器

旋轉單圈絕對值編碼器，以轉動中測量光碼盤各碼道刻線，以獲取唯一的一組編碼，當轉動超過360度時，編碼又回到原點，這樣就不符合絕對編碼唯一的原則，這樣的編碼器隻能用於(yu) 旋轉範圍360度以內(nei) 的測量，稱為(wei) 單圈絕對式編碼器。

如果要測量旋轉超過360度範圍，就要用到多圈絕對式編碼器。

早先的多圈計算，是每轉超過360度，在計數器內(nei) 增加一個(ge) 圈數計數（計圈的方法類似於(yu) 增量編碼器），但這種方法在編碼器如停在360度附近停電或受幹擾就很危險，有可能漏過了計圈而編碼相差一圈，也有用編碼器內(nei) 置電池來計圈的，但電池的壽命、振動接觸、低溫失效等問題，仍然是危險的。有些電池以間隙式工作來延長壽命，但間隙式工作對於(yu) 編碼器轉動的速度就有限製。這些方法，對於(yu) 多圈絕對的使用，是有很大風險的。

真實多圈絕對值編碼器：編碼器生產(chan) 廠家運用鍾表齒輪機械的原理，增加了一組機械齒輪組碼盤，當中心碼盤旋轉時，通過齒輪傳(chuan) 動另一組齒輪碼盤（或多組齒輪，多組碼盤），在單圈編碼的基礎上再增加圈數的編碼，以擴大編碼器的測量範圍，這樣的絕對編碼器就稱為(wei) 真實多圈絕對值編碼器，對於(yu) 多圈的數值，同樣是由機械位置確定編碼，每個(ge) 位置編碼唯一不重複，而無需記憶。