旋转编码器分类

旋转编码器种类及信号输出形式
旋转编码器是一种计数器，其功能是使用旋转轴旋转来检测和记录物体的旋转角度或位移距离。

它的编码方式有多种不同的类型，每种类型的输出信号形式也不同。

本文将介绍常见的四种旋转编码器类型，即定子磁极编码器、绝对式编码器、相位型编码器和编码器阵列。

定子磁极编码器是最常见的旋转编码器之一，它是在旋转轴上安装了一组磁极，当旋转轴旋转时，它们会产生电磁强度变化并由传感器检测，从而测量出旋转角度。

它的输出信号一般是四相编码信号，也称为ABZ信号，即A相、B相和Z相的模拟信号，这三个相位的变化是交互的，当旋转轴逆时针旋转时，A相和B相信号会按照特定规律交替变化而不会同时变化，而Z相信号由高电平变成低电平时则表示旋转轴的一个周期循环完成，同时也可以通过A相和B相的变化比例来检测旋转轴的角度变化。

绝对式编码器是一种新型编码器，与定子磁极编码器不同，绝对式编码器使用磁性存储介质来记录旋转角度，它具有比定子磁极编码器更高的精度和更长的工作寿命。

旋转编码器—基础及注意事项P+F FA 2009.03内容一、编码器分类1.1 增量式编码器 1.2 绝对值编码器 1.3 防爆编码器二、编码器选型注意事项2.1 机械因素 2.2 环境因素 2.3 电气因素三、编码器使用注意事项3.1 安装注意事项 3.2 供电注意事项 3.3 软件设置 3.4 屏蔽的铺设2009.03P+F FAPage 2编码器简介• 什么是旋转编码器?– 把旋转机械参数转换为电气信号输出的数字式传感电子设备 ； – 用于旋转或直线等运动的监测，反馈角度、位置、速度和加速 度等机械参数。

ϕ, ω, n调制光调制电流频率脉冲2009.03P+F FAPage 3一、编码器分类旋转编码器增量型 绝对值单圈 轴套型 实心轴 半空轴 轴套型 实心轴多圈 半空轴防爆编码器：隔爆型、本安型、 防爆编码器：隔爆型、本安型、无火花型2009.03P+F FAPage 41.1 增量式编码器• 增量式编码器– 轴旋转一定角度，提供相应数量的脉冲；单位时间内的脉冲数可以用来 测量轴的转速； – 增量式编码器检测旋转中的相对位置变化时，需要一个参考起点，并进 行脉冲数的累加； 供电或电气受到扰动干扰时，脉冲计数将产生错误； 故障停车后，无法找回事故发生时的位置。

– 最大分辨率5000PPR，200kHz2009.03P+F FAPage 51.1 增量式编码器 – 信号输出• 反向通道– 用于抑制噪声干扰，改善了信号的传输可靠性，选型时优先选择6 通道 输出的编码器；干扰脉冲 信号 反向信号 耦合后的无干扰信号2009.03P+F FAPage 61.1 增量式编码器 – 信号输出• 推挽式输出 推挽式输出：组合了NPN和PNP输出方式– 提高了脉冲的上升沿宽度，改善了脉冲输出特性； – 具有较好的抗干扰能力，高速传输，距离更远； – 适用于中等开关频率范围的应用；• RS 422 线驱动：数据通过互补的两差分通道进行传输和接收 线驱动：– 用于干扰较严重的场合或长距离传输； – 用来替换TTL输出方式时，不使用反向通道；2009.03P+F FAPage 71.2 绝对值编码器• 绝对值编码器– 不产生脉冲，而是一串数据码，为每一个轴的位置提供一个 独一无二的编码数字值； ☺ 减轻了电子接收设备的计算任务； ☺ 当机器合上电源或电源故障后，有位置记忆功能； – 单圈分辨率最高16位(65536步) – 多圈分辨率最高14位(16384圈)，总分辨率30位2009.03P+F FAPage 81.2 绝对值编码器 接口分类 绝对值编码器–接口分类： 接口分类： – SSI – AS-I – CANOPEN – DEVICENET – ETHERNET – 并行 – PROFIBUS-DP2009.03P+F FAPage 91.3 防爆编码器• 隔爆型 (Ex d)– 隔爆外壳可以承受爆炸性混合气体爆炸产生的压力，并且可以阻止 爆炸从壳体内传播到壳体外； – 设备可能含有易产生电弧、火花或易燃部件，但能保证爆炸仅限于 设备内部； – 1 区防爆，应用于正常运行时可能会出现气体、粉尘形式的爆炸性混 合物的场所。

旋转编码器分类旋转编码器是目前非常常用的一种机电元件，在现代工业生产中起着非常重要的作用。

它可以测取角度、速度和位置等信息，并将这些信息转化为数字量输出。

根据不同的应用场合，旋转编码器有很多不同的分类方式。

本文将从不同的标准出发，详细介绍旋转编码器的分类。

一、按照工作原理分类1. 光学式旋转编码器光学式旋转编码器采用发射器和接收器的组合，利用红外线或相干光来实现测量目标的转动角度、线速度和位置等参数。

它的精度较高，具有防尘、防水和抗干扰等优点，在汽车、通信、医疗和航空航天等领域应用广泛。

2. 机械式旋转编码器机械式旋转编码器采用机械传感器来检测旋转运动。

由于采用机械结构，它的寿命较长，可以在恶劣环境下使用，并且价格也比较便宜。

但是，它的精度相对较低。

二、按照编码方式分类1. 绝对编码器绝对编码器是一种以绝对位置为基础的编码器，能够直接输出绝对位置。

每种绝对式旋转编码器都有一组固定的编码模式，这些编码模式被分配给一个唯一的位置。

当旋转编码器旋转时，这些编码模式会按照指定的编码规则顺序发射出去，从而确定当前旋转角度。

绝对编码器的精度很高，但价格也比较昂贵。

2. 增量编码器增量编码器是将旋转运动分解为若干个部分，通过计算位置偏移量来确定运动状态的一种编码器。

它非常适合于需要了解旋转角度、速度、方向和加减速等参数的应用场合。

增量编码器的精度也很高，但比绝对编码器的价格要低一些。

三、按是否带方向的分类1. 无方向旋转编码器无方向旋转编码器是一种只检测旋转角度，而不检测旋转方向的编码器，它只会输出正在旋转的角度，而不管是顺时针还是逆时针旋转。

无方向旋转编码器的价格相对较低，使用也比较方便。

2. 有方向旋转编码器有方向旋转编码器可以检测旋转角度并指示旋转方向的编码器。

通过检测信号的变化，它可以输出角度和方向信息，对于会旋转的机器人、自适应导航系统等应用场合来说，有方向旋转编码器是非常必要的。

综上所述，旋转编码器是一种非常重要的机电元件。

光电编码器的分类及它们的特点介绍
光电编码器是集光、机、电技术于一体的数字化传感器，可以高精度测量被测物的转角或直线位移量，是目前应用最多的传感器。

信号输出原理图
光电编码器的分类
光电编码器按测量方式的分为旋转编码器和直尺编码器，按编码方式的分为绝对式编码器、增量式编码器和混合式编码器。

旋转编码器：通过测量被测物体的旋转角度并将测量到的旋转角度转化为脉冲电信号输出。

直尺编码器：通过测量被测物体的直线行程长度并将测量到的行程长度转化为脉冲电信号输出。

绝对式旋转编码器
用光信号扫描分度盘(分度盘与传动轴相联)上的格雷码刻度盘以确定被测物的绝对位置值，然后将检测到的格雷码数据转换为电信号以脉冲的形式输出测量的位移量。

特点：
1.在一个检测周期内对不同的角度有不同的格雷码编码，因此编码器输出的位置数据是唯一的;
2.因使用机械连接的方式，在掉电时编码器的位置不会改变，上电后立即可以取得当前位置数据;
3.检测到的数据为格雷码，因此不存在模拟量信号的检测误差。

增量式旋转编码器。

增量式编码器的A.B.Z编码器A、B、Z相及其关系TTL编码器A相，B相信号，Z相信号,U相信号，V相信号，W相信号，分别有什么关系？对于这个问题的回答我们从以下几个方面说明：编码器只有A相、B相、Z相信号的概念。

所谓U相、V相、W相是指的电机的主电源的三相交流供电，与编码器没有任何关系。

“A相、B相、Z相”与“U相、V相、W相”是完全没有什么关系的两种概念，前者是编码器的通道输出信号；后者是交流电机的三相主回路供电。

而编码器的A相、B相、Z相信号中，A、B两个通道的信号一般是正交（即互差90°）脉冲信号；而Z相是零脉冲信号。

详细来说，就是——一般编码器输出信号除A、B两相（A、B两通道的信号序列相位差为90度）外，每转一圈还输出一个零位脉冲Z。

当主轴以顺时针方向旋转时，输出脉冲A通道信号位于B通道之前；当主轴逆时针旋转时，A通道信号则位于B通道之后。

从而由此判断主轴是正转还是反转。

另外，编码器每旋转一周发一个脉冲，称之为零位脉冲或标识脉冲（即Z相信号），零位脉冲用于决定零位置或标识位置。

要准确测量零位脉冲，不论旋转方向，零位脉冲均被作为两个通道的高位组合输出。

由于通道之间的相位差的存在，零位脉冲仅为脉冲长度的一半。

带U、V、W相的编码器，应该是伺服电机编码器A、B相是两列脉冲，或正弦波、或方波，两者的相位相差90度，因此既可以测量转速，还可以测量电机的旋转方向Z相是参考脉冲，每转一圈输出一个脉冲，脉冲宽度往往只占1/4周期，其作用是编码器自我校正用的，使得编码器在断电或丢失脉冲的时候也能正常使用。

ABZ是编码器的位置信号，UVW是电机的磁极信号，一般用于同步电机； AB对于TTL/HTL编码器来说，AB相根据编码器的细分度不同，每圈有很多个，但Z相每圈只有一个；UVW磁极信号之间相位差是120度，随着编码器的角度转动而转动，与ABZ 之间可以说没有直接关系。

/#############################################################编码器A+A-B+B-Z+Z-怎么用分别代表什么意思？这种编码器的输出方式为长线驱动（line driver），其中A+A-B+B-Z+Z-为输出的信号线，增量编码器给出两相方波，它们的相位差90°（电气上），通常称为A通道和B通道。

编码器的分类编码器的定义:编码器(encoder)是一种用于运动控制的传感器。

它利用光电、电磁、电容或电感等感应原理，检测物体的机械位置及其变化，并将此信息转换为电信号后输出，作为运动控制的反馈，传递给各种运动控制装置。

编码器的用途:编码器被广泛应用于需要精准确定位置及速度的场合，如机床、机器人、电机反馈系统以及测量和控制设备等。

编码器的分类:编码器的分类概览1、按照机械结构形式，编码器可以分为旋转编码器(rotary encoder)和线性编码器(linear encoder)。

·旋转编码器的应用最为广泛，主要用于测量机械设备的角度、速度或者电机的转速。

·线性编码器主要用于测量线性位移，又可以分为拉线编码器(wire draw encoder)和直线编码器(line encoder)两类。

·拉线编码器是拉线盒(wire draw mechanism)与旋转编码器的机械组合，通过拉线盒这种机械装置将机械设备的直线运动转化为圆周运动，从而可以使用旋转编码器进行测量线性位移。

·直线编码器通常由阅读器(reader)和测量标尺(measuring ruler)组成，通过检测阅读器与测量标尺之间的相对位置，从而计算出机械位置及其变化。

2、按照电气输出形式，编码器可以分为增量型编码器(incremental encoder)和绝对值型编码器(absolute encoder)。

·增量型编码器的输出为周期性重复的信号，如方波或者正弦波脉冲。

因此，可以分为方波增量型编码器和正余弦波增量型编码器。

(1) 方波增量型编码器是最常用的编码器之一，通过计算方波脉冲的数量和频率得出长度和速度。

方波增量型编码器有电压型输出，如TTL（也称长线驱动、线驱动或RS422）和HTL（也称推挽输出或推拉输出）等，和开关型输出，如NPN 开路集电极输出和PNP开路集电极输出。

(2)正余弦波增量型编码器的输出一般为1Vpp或者0.5Vpp的正弦波和余弦波，通过计算正余弦的幅值可以精确的细分出微小的角度。

编码器的分类、特点及其应用详解编码器（encoder）是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。

编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。

按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。

增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。

绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。

根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式，根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。

1.1 增量式编码器增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z 相；A、B两组脉冲相位差90度，从而可方便的判断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。

它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。

其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。

1.2 绝对式编码器绝对式编码器是直接输出数字的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码盘，每条道上有透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区树木是双倍关系，码盘上的码道数是它的二进制数码的位数，在吗盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件，当吗盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。

这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读书一个固定的与位置相对应的数字码。

显然，吗道必须N条吗道。

目前国内已有16位的绝对编码器产品。

1.3 混合式绝对编码器混合式绝对编码器，它输出两组信息，一组信息用于检测磁极位置，带有绝对信息功能；另一组则完全同增量式编码器的输出信息。

二、光电编码器的应用增量型编码器与绝对型编码器区别1、角度测量。

旋转式编码器概要旋转式编码器概要旋转式编码器的定义旋转式编码器，是将旋转的机械位移量转换为电气信号，对该信号进行处理后检测位置速度等的传感器。

检测直线机械位移量的传感器称为线性编码器。

特长①根据轴的旋转变位量进行输出通过联合器与轴结合，能直接检测旋转位移量。

;②启动时无需原点复位。

（仅绝对型）绝对型的情况下，将旋转角度作为绝对数值进行并列输出。

③可对旋转方向进行检测。

增量型中可通过A相和B相的输出时间，绝对型中可通过代码的增减来掌握旋转方向。

④请根据丰富的分辨率和输出型号，选择最合适的传感器。

根据要求精度和成本、连接电路等，选择适合的传感器。

旋转式编码原理分类选择要点增量式或绝对式考虑到容许的成本，电源接通时的原点可否恢复、控制速度、耐干扰性等，选择合适的类型。

分解率精度的选择在考虑组装机械装置的要求精度和机械的成本的基础上，选择最适合的产品。

一般选择机械综合精度的1/2～1/4精度的分辨率。

外形尺寸选定时还要考虑安装空间与选定轴的形态（中空轴、杆轴类）。

轴容许负重选定时要考虑到不同安装方法的不同轴负载状态、及机械的寿命等。

容许最大旋转数根据使用时的机械的最大旋转数来选择。

最高响应频率数根据组装机械装置使用时的轴最大旋转数来定。

最大响应频率＝（旋转数/60）×分辨率但是，由于实际的信号周期有所波动，所以选定时应针对上述的计算值，来选择留有余度的规格。

保护构造∙根据使用环境中的灰尘、水、油等的程度来选择。

∙仅灰尘：IP50∙还有水、油：IP52（f）、IP64（f）（防滴落、防油）轴的旋转启动转矩驱动源的转矩为多少？输出电路方式选择电路方式时应考虑到连接的后段机器、信号的频率、传送距离、干扰环境等。

长距离传送的情况下，选择线路驱动器输出。

术语解说分辨率轴旋转1次时输出的增量信号脉冲数或绝对值的绝对位置数。

输出相增量型式的输出信号数。

包括1相型（A相）、2相型（A相、B相）、3相（A相、B相、Z相）。

伺服系统中常用的编码器有哪些编码器是伺服系统中的重要组成部分，用于测量机械运动的位置和速度，并将其转换为数字信号。

常见的编码器类型包括光学编码器、磁性编码器和共轭轴编码器。

以下将对这些常用的编码器进行介绍。

1. 光学编码器光学编码器是一种使用光电传感器来测量位移的编码器。

它通过光栅刻线来测量位置和速度，将机械运动转换为数字脉冲信号。

光学编码器结构简单，分为增量型和绝对型两种。

增量型光学编码器通常由光栅盘和光电传感器组成。

光栅盘上刻有一系列细小的光栅条纹，当机械运动导致光栅盘旋转时，光电传感器将检测到光栅上的光信号变化，从而测量位置和速度。

绝对型光学编码器可以在机械运动之前就将位置信息确定下来。

它通过在光栅盘上刻写若干不同编码的线条，将位置信息编码成二进制信号。

绝对型光学编码器在机械启动时就能提供精确的位置信息，对于需要高精度定位的应用非常有用。

2. 磁性编码器磁性编码器使用磁场传感器来测量位置和速度。

磁性编码器分为绝对型和增量型两种。

绝对型磁性编码器通过在磁盘上刻写一系列不同磁性编码的线条，将位置信息编码成二进制信号。

磁性编码器的优势在于其抗干扰能力强，适用于恶劣的工作环境。

增量型磁性编码器与绝对型类似，但它只提供位置的相对信息。

它通过测量磁盘上的磁场波纹来测量位置和速度变化。

增量型磁性编码器在长时间运动中具有较高的稳定性和可靠性。

3. 共轭轴编码器共轭轴编码器常用于伺服系统中的旋转运动测量。

它通过在旋转轴和测量轴之间相互耦合，将旋转角度转换为电信号。

共轭轴编码器适用于需要高精度旋转运动测量的应用，如机床和自动化生产线。

除了上述介绍的常用编码器类型，还有许多其他类型的编码器，如电容编码器、感应编码器等，它们在一些特定的应用中也得到广泛使用。

总结起来，伺服系统中常用的编码器包括光学编码器、磁性编码器和共轭轴编码器。

这些编码器能够准确测量机械运动的位置和速度，为伺服系统的控制提供重要的反馈信号。

不同类型的编码器适用于不同的应用场景，选择合适的编码器可以提高伺服系统的性能和精度。