編碼器是指，制作信號(hào)和數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成可用于通信、傳輸、存儲(chǔ)的信號(hào)的設(shè)備。 它可以分為增量式和絕對(duì)式兩類，在我們的生產(chǎn)生活中應(yīng)用非常廣泛。 這里將介紹編碼器的分類、定義、用途和應(yīng)用。

編碼器的分類

1、增量型編碼器

增量型編碼器直接利用光電轉(zhuǎn)換原理，輸出3組方波脈沖a、b、z相。a、b兩組脈沖有90度相位差，因此可以簡(jiǎn)單地判斷旋轉(zhuǎn)方向，但z相每轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖，用于基準(zhǔn)點(diǎn)的定位優(yōu)點(diǎn)是原理簡(jiǎn)單，機(jī)器平均壽命在數(shù)萬(wàn)小時(shí)以上，抗干擾性高，可靠性高，適合長(zhǎng)距離傳輸。 其缺點(diǎn)是無(wú)法輸出軸旋轉(zhuǎn)的絕對(duì)位置信息。

2、絕對(duì)值編碼器

絕對(duì)編碼器是直接輸出數(shù)字的傳感器，圓形代碼板在半徑方向上有多個(gè)同心代碼板，各信道由透光扇區(qū)和不透光扇區(qū)交替構(gòu)成，相鄰代碼信道的扇區(qū)樹(shù)呈兩倍的關(guān)系，代碼如果代碼板位于不同的位置，每個(gè)光接收元件將根據(jù)是否接收到光來(lái)轉(zhuǎn)換相應(yīng)級(jí)別的信號(hào)。 該編碼器的特征是不使用計(jì)數(shù)器，讀取與在旋轉(zhuǎn)軸的任意位置固定的位置相對(duì)應(yīng)的數(shù)字代碼。 很明顯代碼通道需要n條。 目前國(guó)內(nèi)有16位絕對(duì)編碼器產(chǎn)品。

3、混合式絕對(duì)值編碼器

輸出用于檢測(cè)磁極位置的信息組、具有絕對(duì)信息功能的信息組、用于檢測(cè)磁極位置的信息組的混合絕對(duì)編碼器，另一組是完全相同的增量編碼器的輸出信息。

編碼器的定義

編碼器是運(yùn)動(dòng)控制用傳感器。 利用光電、電磁、電容器、電感等感應(yīng)原理，檢測(cè)物體的機(jī)械位置及其變化，將其信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后輸出，作為運(yùn)動(dòng)控制反饋傳遞給各種運(yùn)動(dòng)控制裝置。

編碼器的用途

編碼器廣泛用于機(jī)床、機(jī)器人、電機(jī)反饋系統(tǒng)、測(cè)量和控制設(shè)備等需要確定正確的位置和速度的場(chǎng)合。

編碼器的應(yīng)用

1、角度測(cè)量

汽車駕駛模擬器在方向盤旋轉(zhuǎn)角度的測(cè)量中使用光電編碼器作為傳感器。 重力測(cè)量?jī)x使用光電編碼器連接他的旋轉(zhuǎn)軸和重力測(cè)量?jī)x的補(bǔ)償旋鈕軸，扭轉(zhuǎn)角度計(jì)，使用編碼器測(cè)量扭轉(zhuǎn)角度的變化，如扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)機(jī)、釣竿扭轉(zhuǎn)釣魚(yú)性測(cè)試等。 擺錘碰撞實(shí)驗(yàn)機(jī)，用編碼器計(jì)算沖擊的是偏航角變化。

2、長(zhǎng)度測(cè)量

儀表利用滾筒的周長(zhǎng)測(cè)量物體的長(zhǎng)度和距離。 線位移傳感器通過(guò)卷繞輪周長(zhǎng)測(cè)量物體長(zhǎng)度和距離。 聯(lián)軸器與驅(qū)動(dòng)直線位移的動(dòng)力裝置的主軸聯(lián)軸器，通過(guò)輸出脈沖數(shù)進(jìn)行測(cè)量。 介質(zhì)檢測(cè)通過(guò)直齒條、轉(zhuǎn)動(dòng)鏈條的鏈輪、正時(shí)帶輪等傳遞直線位移信息。3、速度測(cè)量

通過(guò)與線速度、儀表的連接，測(cè)量生產(chǎn)線線速度的角速度通過(guò)編碼器進(jìn)行電機(jī)、軸等的速度測(cè)量。

4、位置測(cè)量

在機(jī)床中，在存儲(chǔ)鉆床等機(jī)床各坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)位置的自動(dòng)化控制中，控制牧歌位置上的指定動(dòng)作。 例如電梯、卷?yè)P(yáng)機(jī)等。

5、同步控制

通過(guò)角速度或線速度，同步控制傳動(dòng)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)張力控制。

增量編碼器的一般應(yīng)用：速度、旋轉(zhuǎn)方向、移動(dòng)角度、距離(相對(duì))

1、絕對(duì)值編碼器(旋轉(zhuǎn)型)

編碼器光編碼盤中有多個(gè)光信道的得分線，各得分線依次組織為2線、4線、8線、16線……，因此在編碼器的各位置，通過(guò)讀取各得分線的接通、斷開(kāi)，可以實(shí)現(xiàn)2 這樣的編碼器由光電編碼器的機(jī)械位置決定，以免受到停電噪聲的影響。

編碼器絕對(duì)由機(jī)器位置決定的位置是wei一的，不需要記憶也不需要尋找基準(zhǔn)點(diǎn)，不需要經(jīng)常計(jì)數(shù)，什么時(shí)候需要知道位置，什么時(shí)候需要讀取其位置。 由此，編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大幅提高。

2、從單圈絕對(duì)值編碼器到多圈絕對(duì)值編碼器

旋轉(zhuǎn)單圈絕對(duì)值編碼器在旋轉(zhuǎn)中測(cè)量光電編碼盤的各得分線以獲取wei一的代碼，超過(guò)360度時(shí)代碼會(huì)返回原點(diǎn)，因此不符合絕對(duì)代碼的wei一原則。 這樣的代碼只能用于旋轉(zhuǎn)范圍360度以內(nèi)的測(cè)量，被稱為單圈絕對(duì)值編碼器。

測(cè)量旋轉(zhuǎn)超過(guò)360度的范圍時(shí)，使用多圈絕對(duì)值編碼器。

編碼器制造商利用鐘表齒輪機(jī)械的原理，在中心代碼板旋轉(zhuǎn)時(shí)，用齒輪傳動(dòng)另一個(gè)代碼板(或多組齒輪、多組代碼板)，在單圈代碼的基礎(chǔ)上增加轉(zhuǎn)速代碼，以擴(kuò)大編碼器的測(cè)量范圍這種絕對(duì)編碼器被稱為多旋轉(zhuǎn)式絕對(duì)編碼器，同樣由機(jī)械位置決定代碼，每個(gè)位置代碼不wei一重復(fù)，也不存儲(chǔ)。

多旋轉(zhuǎn)編碼器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，由于測(cè)量范圍廣，實(shí)際使用往往較為富裕，因此在安裝時(shí)尋找零點(diǎn)，以某個(gè)中間位置為起點(diǎn)即可，大大簡(jiǎn)化了安裝調(diào)試的難度。

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