旋转编码器的工作原理

发布时间：

2022-07-20

旋转编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃编码器是在玻璃上沉积薄刻线，其热稳定性、精度高，金属编码器直接刻线而不可通过，不易碎，但由于金属具有一定的厚度，精度有限，其热稳定性比玻璃差一个数量级，塑料编码器经济，其成本低，但精度、热稳定性和寿命都较差。

　　通过一个光码盘的中心轴，上面有圆形和黑色的刻线，读取光电发射，得到四组正弦波信号组合成A、B、C、D，每组正弦波相位差为90度（相对于A循环360度），将C、D信号反向叠加在A、B两相上，可以增强信号的稳定性；每转一次输出另一个相位脉冲来表示零参考位。由于A相与B相相差90度，通过比较前面的A相或前面的B相，可以识别编码器的正反方向。编码器的零基准位可以通过零脉冲得到。

　　分辨率--旋转编码器每旋转360度提供多少开放或暗线称为分辨率，也称为分析索引，或直接称为多少线，一般为每转5~10000线，旋转编码器是一种集光机械技术于一体的速度和位移传感器。

　　当增量式编码器的轴转动时，有相应的相位输出。旋转方向的确定和脉冲数量的增减，需要通过后面的方向确定电路和计数器来实现。其计数起点可任意设置，可实现多圈无限累加和测量。Z信号，每转发出一个脉冲，也可以用作参考机械零点。在脉冲固定且需要提高分辨率的情况下，可以使用两个相位差为90度的信号A和B将原脉冲数的频率加倍。

旋转编码器的工作原理

　　当使用旋转编码器的轴旋转器时，有一个对应位置的码（二进制码、BCD码等）输出一一对应。其正反方向和位移的位置可由代码大小的变化来确定，而不需要方向检测电路。它具有绝对零位码，当断电或关机重启后重新测量，仍能准确读取断电或关机位置码，并准确找到零位码。一般情况下，绝对值编码器的测量范围为0~360度，但特殊型号也可以实现多圈测量。

　　正弦编码器也属于增量编码器，主要区别是输出信号是正弦模拟信号，而不是数字信号。它的出现主要是为了满足电场的需要——用作电机的反馈检测元件。在与其他系统比较的基础上，提出了改进动态特性需要的编码器可以采用。

　　为了保证电机的控制性能，编码器的反馈信号必须能够提供大量的脉冲，特别是在非常低的转速下，传统的增量式编码器产生大量的脉冲，在很多方面都有问题，当电机处于高速（6000RPM）时，数字信号的传输和处理是困难的。

　　在这种情况下，处理到伺服电机的信号所需的带宽（例如，编码器每转脉冲10000）将很容易超过MHZ阈值；另一方面，模拟信号的使用大大减少了上述的麻烦，并具有模拟旋转编码器的大量脉冲的能力。这要归功于正弦和余弦信号的插值，它提供了一种计算旋转角度的方法。

关键词：

编码器,旋转编码器

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