旋转编码器种类及信号输出形式

1.旋转编码器的输出形式集电极开路输出、电压输出、互补输出和线性驱动输出之
间的区别是什么？
集电极开路输出是以输出电路的晶体管发射极作为公共端，并且集电极悬空的输出电路。

一般分为NPN集电极开路输出（见图1）和PNP集电极开路输出（见图2）。

图1
图2
电压输出是在集电极开路输出的电路基础上，在电源间和集电极之间接了一个上拉电阻，使得集电极和电源之间能有一个稳定的电压状态，见图3。

图3
互补输出（或称推挽输出）
是输出上具备NPN和PNP两种输出晶体管的输出电路。

根据输出信号的[H]、[L]，2个输出晶体管交互进行[ON]、[OFF]动作，比集电极开路输出的电路传输距离能稍远，也可与集电极开路输入机器（NPN、PNP）连接。

输出电路见图4。

图4
线性驱动(或称长线驱动、差分驱动)输出
是采用RS-422标准，用AM26LS31芯片应用于高速、长距离数据传输的输出模式。

信号以差分形式输出，因此抗干扰能力更强。

输出信号需专门能接收线性驱动输出的设备才能
接收。

输出电路见图5。

图5。

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。

编码器可以分为以下几种类型：
1.增量式编码器：在旋转时，输出的脉冲信号个数与转过的角度成正比，主
要用于测量旋转速度。

2.绝对值编码器：输出的是绝对位置值，即每个位置是唯一的，不存在误差，
适用于需要测量角度、位置、速度等参数的系统。

3.旋转变压器：是一种测量角度的绝对值编码器，测量精度高，抗抖动干扰
能力强，但同时也存在成本高、体积大、结构复杂、可靠性差等缺点。

4.正弦波编码器：输出的是正弦信号，其抗干扰能力比旋转变压器强，但其
精度和稳定性不如前者。

5.霍尔编码器：是一种光电编码器，具有体积小、重量轻、结构简单、可靠
性高、寿命长等优点，但同时也存在精度低、稳定性差等缺点。

编码器的应用场合如下：
1.速度检测：将编码器和电动机同轴联接，通过测量电动机的旋转速度，就
可以得到编码器的脉冲信号个数，从而计算出电动机的旋转速度。

2.位置控制：在生产线上，需要测量物体的位置，可以使用绝对值编码器来
测量物体的位置。

3.运动控制：在自动化设备中，需要精确控制物体的运动轨迹和运动速度，
可以使用编码器来测量物体的运动轨迹和速度。

4.旋转方向检测：在生产线上，需要检测物体的旋转方向，可以使用旋转变
压器来检测物体的旋转方向。

5.速度反馈：在自动化设备中，需要将物体的运动速度反馈到控制器中，可
以使用编码器来测量物体的运动速度并反馈到控制器中。

三菱PLC读取旋转编码器信号定义：旋转编码器是用来测量转速的工具，可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出，同时旋转编码器可以配合PWM技术实现对速度的调节。

旋转编码器有单路输出、双路输出和三路输出等类型。

单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，双路输出的旋转编码器输出两相（A\B）相位差90度的脉冲，通过这两相脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。

三路输出和双路输出类似，多一相Z相输出，经常用到就是两相输出。

技术参数：旋转编码器的技术参数主要有：每旋转一圈的脉冲数量，决定着旋转编码器的精度，根据使用要求进行选择；供电电压，因为使用不同的控制器往往能够提供的电压不同，比如单片机一般是能够提供5V电压，而PLC一般会带有一路24V直流电压，所以购买前一定要确定供电电压；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；我们一般经常使用的就是增量式旋转编码器；绝对式编码器是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。

PLC要求：按照使用习惯，作者经常使用三菱系列PLC，三菱PLC自带一路24V直流电压，按照经验不推荐将其作为一路电源使用，但是在平时调试的时候，为了接线方便，经常将其给小功率模块供电使用；三菱PLC内部有高速计数器，其中二相双输入高数计数器主要应用在对增量式旋转编码器的输出脉冲计数。

本文选用二相双输入高速计数器C253；（C253高速计数器使用x3端子读取A相输入，使用x4端子读取B相输入，x5端子作为复位输入端）I/O口分配：端子连接图：这次就不绘制端子连接图，直接上图片好啦。

其中四根细线是旋转编码器的输出输入线，红色线接是电源正极，黑色线接电源负极，绿色线是A相输出，白色线是B相输出，黄色线是Z相输出（此次没有接Z相）。

梯形图：梯形图中已经做了注释，其中C253高速计数器的计数范围根据自己需求进行修改就行，这里只是为了测试，随机设置了一个值。

旋变编码器原理一、引言旋变编码器是一种用于测量旋转角度的传感器，它将旋转角度转化为数字信号输出。

在工业自动化控制领域，旋变编码器被广泛应用于机械加工、物流设备、机器人等领域。

本文将详细介绍旋变编码器的原理。

二、基本构成旋变编码器由两部分组成：转动部分和静止部分。

转动部分通常安装在轴上，随着轴的旋转而产生相对运动；静止部分则固定在机架上，不会发生运动。

两个部分之间通过接触或非接触方式进行信号传输。

三、接触式编码器原理1.光电式编码器光电式编码器是一种常见的接触式编码器，它通过光电传感技术进行信号检测。

光电式编码器由一个发光二极管和一个光敏二极管组成，发光二极管将红外线照射到透明圆盘上，透明圆盘上有黑色和白色相间的条纹。

当透明圆盘旋转时，黑白条纹会遮挡或透过光线，光敏二极管会检测到光线的变化，将其转化为电信号输出。

通过计算黑白条纹的数量和旋转方向，可以确定旋转角度。

2.机械式编码器机械式编码器是一种基于接触的编码器，它通过接触方式进行信号检测。

机械式编码器由一个旋转轴和一个固定轴组成，旋转轴上安装有一组金属触点，固定轴上则有一组与之对应的金属触点。

当旋转轴旋转时，金属触点会与对应的金属触点接触或分离，产生开关信号输出。

通过计算开关信号的数量和旋转方向，可以确定旋转角度。

四、非接触式编码器原理1.霍尔式编码器霍尔式编码器是一种常见的非接触式编码器，它通过霍尔传感技术进行信号检测。

霍尔式编码器由一个磁铁和一个霍尔元件组成，磁铁被安装在透明圆盘上，透明圆盘上有黑色和白色相间的条纹；霍尔元件则被安装在静止部分上。

当透明圆盘旋转时，磁铁会带动磁场变化，霍尔元件会检测到磁场的变化，将其转化为电信号输出。

通过计算黑白条纹的数量和旋转方向，可以确定旋转角度。

2.电容式编码器电容式编码器是一种基于非接触的编码器，它通过电容传感技术进行信号检测。

电容式编码器由一个固定板和一个移动板组成，固定板上有一组金属条纹，移动板则被安装在旋转轴上。

工业机器人编码器种类和应用详解！一般来说，工业机器人的设计将使用光学和磁性编码器两种编码器。

那么什么是编码器呢?以下是工业机器人编码器的类型和应用程序的详细说明!工业机器人编码器的定义是指监控位置.角度和速度的传感器分为旋转编码器和线性编码器。

旋转编码器分为增量编码器和绝对值编码器(线性编码器分为拉线传感器和非接触式线性传感器)，编码器编制信号(如比特流)或数据.转换为可用通信.传输和存储信号形式的设备。

编码器将角位移或直线位移转换为电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。

工业机器人编码器分类：根据读取方法，编码器可分为接触式和非接触式;根据工作原理，编码器可分为增量式和绝对式。

增量编码器将位移转换为周期性电信号，然后将电信号转换为计数脉冲，用脉冲数表示位移大小。

绝对编码器的每个位置对应一个确定的数字码，因此其示值仅与测量的开始和结束有关，而与测量的中间过程无关。

工业机器人编码器的分类根据检测原理，编码器可分为光学式.磁式.根据其刻度法和信号输出形式，感应式和电容式可分为增量式.三种绝对式和混合式。

1.增量编码器：增量编码器可以生成位置.角度和转数等信息。

每个转刻线的数量决定了编码器每个转向控制装置传输的脉冲数。

控制装置从参考点计算脉冲数，以确定当前位置。

启动后，该编码器需要操作参考点，以返回参考点，以确定编码器的实际位置。

增量编码器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两组脉冲相位差为90度，便于判断旋转方向，而Z相是每旋转一个脉冲，用于基准点定位。

其优点是原理结构简单，机械平均寿命可达数万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适用于长途传输。

其缺点是无法输出轴旋转的绝对位置信息。

2.绝对编码器：可生成位置.角度、转数等信息，并计算指定类型的步距。

因此，每个步距角都分配了独特的码型。

每个转弯可用的码型数量决定了分辨率。

每个码型可以形成唯一的参考点，提供绝对的位置信息。

因此，启动后，无需参考点即可测量此类编码器。

1 编码器基础1.1光电编码器编码器是传感器的一种，主要用来检测机械运动的速度、位置、角度、距离和计数等，许多马达控制均需配备编码器以供马达控制器作为换相、速度及位置的检出等，应用范围相当广泛。

按照不同的分类方法，编码器可以分为以下几种类型：➢根据检测原理，可分为光学式、磁电式、感应式和电容式。

➢根据输出信号形式，可以分为模拟量编码器、数字量编码器。

➢根据编码器方式，分为增量式编码器、绝对式编码器和混合式编码器。

光电编码器是集光、机、电技术于一体的数字化传感器，主要利用光栅衍射的原理来实现位移——数字变换，通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。

典型的光电编码器由码盘、检测光栅、光电转换电路（包括光源、光敏器件、信号转换电路）、机械部件等组成。

光电编码器具有结构简单、精度高、寿命长等优点，广泛应用于精密定位、速度、长度、加速度、振动等方面。

这里我们主要介绍SIMATIC S7系列高速计数产品普遍支持的增量式编码器和绝对式编码器。

1.2增量式编码器增量式编码器提供了一种对连续位移量离散化、增量化以及位移变化（速度）的传感方法。

增量式编码器的特点是每产生一个输出脉冲信号就对应于一个增量位移，它能够产生与位移增量等值的脉冲信号。

增量式编码器测量的是相对于某个基准点的相对位置增量，而不能够直接检测出绝对位置信息。

如图1-1所示，增量式编码器主要由光源、码盘、检测光栅、光电检测器件和转换电路组成。

在码盘上刻有节距相等的辐射状透光缝隙，相邻两个透光缝隙之间代表一个增量周期。

检测光栅上刻有A、B两组与码盘相对应的透光缝隙，用以通过或阻挡光源和光电检测器件之间的光线，它们的节距和码盘上的节距相等，并且两组透光缝隙错开1/4节距，使得光电检测器件输出的信号在相位上相差90°。

当码盘随着被测转轴转动时，检测光栅不动，光线透过码盘和检测光栅上的透过缝隙照射到光电检测器件上，光电检测器件就输出两组相位相差90°的近似于正弦波的电信号，电信号经过转换电路的信号处理，就可以得到被测轴的转角或速度信息。

增量式旋转编码器（Incremental Rotary Encoder）是一种测量旋转或线性运动的传感器。

它具有两个输出通道（通常称为A通道和B通道），这两个通道用于产生相位差为90度的方波信号。

通过解码A和B两个通道的信号，可以测量旋转的方向、角度和速度。

下面是增量式旋转编码器的工作原理：1. 位移转换：旋转编码器内部有一个透明的编码盘，编码盘上有规律的不透明并列条纹。

当编码器旋转时，透过这些条纹的光信号发生变化，使得光源经过编码盘后转化为光电输出信号。

2. 信号生成：A通道和B通道的光电信号经过光电传感器接收并处理，形成90度相位差的方波脉冲信号。

通过计数脉冲的个数，可以用来测量角度和旋转速度。

3. 方向判断：A通道和B通道信号之间的相位差可以用来判断旋转的方向。

如果A通道信号先于B通道信号，则认为旋转方向为正向（例如顺时针），反之则为负向（例如逆时针）。

4. 角度和速度测量：通过对A通道和B通道脉冲信号的计数、相对时间间隔和相对位置可以计算旋转的角度和速度。

一般来说，增量式旋转编码器提供每圈的脉冲计数值（又称Pulses Per Revolution，PPR）来描述旋转角度的精度。

要注意的是，增量式旋转编码器无法提供绝对角度信息。

当设备断电或重新上电时，无法知道当前旋转编码器的准确位置。

在使用增量式旋转编码器的系统中，通常需要设计一个参考点或零点，以便在系统启动时找出编码器的初始位置。

总之，增量式旋转编码器是通过解码两个相位差为90度的方波脉冲信号来实现对旋转信息（速度、角度和方向）的测量。

这种传感器常用于各种应用领域，如自动化控制、机器人技术、数控机床等。

KOYO旋转编码器一览表（下表列出各系列的基本型，其它规格机种在各章节中详述）类型增量型系列名 TRD－S系列 TRD－SH系列 TRD－N系列外观（基本型）Φ38×30mm轴径：Φ6mmΦ38×30mm轴径：Φ8mmΦ50×35mm轴径：Φ8mm 特点外径Φ38mm/长度30mm分解能最高2500P/R体积小、价格低高速应答（200kHz）分辩率范围宽中空型可直接与传动轴连接外径Φ38mm/厚度30mm分解能最高2500P/R体积小、价格低高速应答（200kHz）分辩率范围宽厚度为35mm的薄形设计。

适合各种环境的保护构造。

分辨范围宽。

坚固的Φ8mm主轴。

5~30V宽电压范围推拉输出易于延长电缆分辩率 10~2500（脉冲/转） 10~2500（脉冲/转）1~2500（脉冲/转）输出信号形式A·B二相+Z相A·B二相+Z相A·B二相+Z相最高响应频率 200kHz 200kHz 100kHz允许最高转速 6000rpm 6000rpm 5000rpm电源电压 TRD-S□A：5~12VDC±10%TRD-S□B:12~24VDC±10%TRD-S□V：5VDC±5%TRD-SH□A：5~12VDC±10%TRD-SH□B:12~24VDC±10%TRD-SH□V：5VDC±5%4.75~30VDC输出形式 NPN开路集电极输出线驱动输出NPN开路集电极输出线驱动输出推拉输出带部分负载短路保护回路径向 20N 20N 50N荷重轴向 10N 10N 30N起动转矩 0.001N·m以下 0.001N·m以下防尘型：0.003 N·m以下防尘防滴型：0.002 N·m以下保护构造 IP40：仅防尘型 IP40：仅防尘型 IP50：防尘型IP65：防尘防滴型使用环境温度 -10~+70℃ -10~+70℃ -10~+70℃类型增量型系列名 TRD－NH系列 TRD－J系列 TRD－GK系列外观（基本型）Φ50×35mm轴径：Φ8mmΦ50×50mm轴径：Φ8mmΦ78×60mm轴径：Φ10mm 特点中空型可直接与传动轴连接厚度35mm薄形设计提供防油型，适用于较差的环境中分辩率范围宽轴径8mm坚固耐用5~30V宽电压范围推拉输出易于延长电缆外径Φ50mm小体积轴径Φ8mm。

旋转编码器工作原理 __编码器旋转编码器工作原理引言概述旋转编码器是一种用于测量旋转运动的装置，它能够将旋转运动转换成电信号输出。

在工业自动化领域，旋转编码器被广泛应用于机器人、数控机床、印刷设备等设备中。

本文将详细介绍旋转编码器的工作原理。

一、编码器的基本原理1.1 光电传感器旋转编码器中常用的光电传感器是一种能够将光信号转换成电信号的传感器。

在旋转编码器中，光电传感器通常由发光二极管和光敏电阻组成。

发光二极管发出光束，光束照射到旋转编码器的标尺上，光敏电阻接收到光束，根据光的强弱产生电信号。

1.2 标尺旋转编码器的标尺是一个具有等距离刻度的圆盘，圆盘上有黑白相间的条纹。

当旋转编码器旋转时，光电传感器会检测到黑白相间的条纹，根据条纹的变化来确定旋转的角度。

1.3 信号处理旋转编码器通过信号处理电路将光电传感器接收到的电信号进行处理，转换成数字信号输出。

信号处理电路通常包括滤波、放大、数字化等步骤，确保输出的信号稳定可靠。

二、编码器的工作原理2.1 绝对编码器绝对编码器能够直接输出旋转角度的绝对值，不需要进行初始化。

绝对编码器通常采用灰码或二进制编码方式，将每个角度对应一个唯一的编码，确保角度的准确性。

2.2 增量编码器增量编码器是通过检测旋转编码器旋转时的位置变化来输出脉冲信号。

增量编码器通常包括A相、B相和Z相信号，分别对应旋转角度的正向、反向和零点位置。

2.3 差分编码器差分编码器是一种能够输出角速度和角加速度信息的编码器。

差分编码器通过比较相邻位置的编码值来计算旋转角速度和角加速度，能够实时监测旋转运动的变化。

三、编码器的应用领域3.1 工业自动化在工业自动化领域，旋转编码器被广泛应用于机器人、数控机床、输送带等设备中。

旋转编码器能够实时监测设备的运动状态，确保设备的精准定位和控制。

3.2 医疗设备在医疗设备中，旋转编码器常用于X光机、CT机等设备中。

旋转编码器能够精确测量设备的旋转角度，确保医疗影像的准确性和清晰度。

旋转编码器工作原理编码器如以信号原理来分，有增量型编码器，绝对型编码器。

一、增量型编码器(旋转型)工作原理：由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。

由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。

编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。

分辨率：编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5~10000线。

信号输出：信号输出有正弦波（电流或电压）,方波（TTL、HTL）,集电极开路（PNP、NPN）,推拉式多种形式，其中TTL为长线差分驱动（对称A,A-;B,B-;Z,Z-）,HTL也称推拉式、推挽式输出，编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。

信号连接：编码器的脉冲信号一般连接计数器、PLC、计算机，PLC和计算机连接的模块有低速模块与高速模块之分，开关频率有低有高。

单相联接，用于单方向计数，单方向测速。

A.B两相联接，用于正反向计数、判断正反向和测速。

A、B、Z三相联接，用于带参考位修正的位置测量。

A、A-，B、B-，Z、Z-连接，由于带有对称负信号的连接，电流对于电缆贡献的电磁场为0，衰减最小，抗干扰最佳，可传输较远的距离。

对于TTL的带有对称负信号输出的编码器，信号传输距离可达150米。

对于HTL的带有对称负信号输出的编码器，信号传输距离可达300米。

编码器参数_编码器型号说明导语：编码器一种很常见的人机交互信息输入元器件，主要分为两大类一类是光电编码器一类是接触式的编码器，今天主要跟大家分享一下接触式旋转编码器型号以及命名规则。

编码器参数编码器主要参数如下：1、械安装尺寸：包括定位止口，轴径，安装孔位;电缆出线方式;安装空间体积;工作环境防护等级是否满足要求。

2、分辨率：即编码器工作时每圈输出的脉冲数，是否满足设计使用精度要求。

3、电气接口：编码器输出方式常见有推拉输出(F型HTL格式)，电压输出(E)，集电极开路(C，常见C为NPN型管输出，C2为PNP型管输出)，长线驱动器输出。

其输出方式应和其控制系统的接口电路相匹配。

4、电源输入信号和输出信号，电流、电压等等。

编码器型号说明编码器一种很常见的人机交互信息输入元器件，主要分为两大类一类是光电编码器一类是接触式的编码器，今天主要跟大家分享一下接触式旋转编码器型号以及命名规则。

这类编码器生产厂家很多在编码器型号跟命名上并没有行业的统-标准，都是由厂家自行编立统一的型号，接下来就以下图旋转编码器型号为例，给大家做一个型号命名规格的讲解同样适用于旋转编码器命名规则。

如下图：RE1103IC1-H01-0006(15P30，AA9F4)这是一个典型的完整的编码器型号。

A：RE是编码器大的代号，厂家的命名规则不同前面代号也有所不同林积为取RE则是旋转编码器rotaryencoder英文首字母。

B：外观关键尺寸大小11则为某一个面的尺寸11mm 左右。

C：03是薄型底座带开关产品，还有如00厚型底座不带开关、01厚型底座带开关产品等等。

D：轴套的形状代号，则为35mm长度无螺纹轴套，还有7mm、5mm、10mm有无螺纹等等这些信息。

E：支架代号，C支架代表安装方式为插件方式，支架脚的宽度为2.0mm支架脚总跨度为13.2mm，还有宽2.5mm跨度12.9跟贴片支架脚等等。

F：代表底盖有无定位柱，1代表无柱子。

旋转编码器原理
旋转编码器是一种常见的传感器设备，用于测量物体的旋转运动。

它主要由光学和电子元件组成，包括光栅、光敏元件、信号处理电路等。

旋转编码器的工作原理是基于光栅和光敏元件的互相作用。

光栅是一个具有微小刻痕或突起的透明介质片，通常是玻璃或塑料制成。

这些刻痕或突起会形成一系列等距的光栅线，以及相应的间隙。

光敏元件可以是光敏二极管（光电二极管）或光敏电阻等。

它们能够感知光的强弱，并将其转化为电信号输出。

正常情况下，当光栅的间隙和光栅线上没有物体遮挡时，光敏元件接收到的光强较强。

而当物体遮挡部分光栅线时，光敏元件接收到的光强会降低。

信号处理电路会接收光敏元件输出的电信号，并经过处理后得到相应的旋转运动信息。

通常，旋转编码器会输出两路正交的方波信号，其中一路为"A相"信号，另一路为"B相"信号。

通
过测量这两路信号的脉冲数、频率和相位差等信息，可以计算出物体的角度和旋转方向。

为了提高旋转编码器的精度和稳定性，常常在光栅上增加额外的标志点或刻痕，以提供更多的参考信息。

此外，还可以通过使用多个光栅和光敏元件来实现更高的分辨率和更精确的测量。

总的来说，旋转编码器通过光栅和光敏元件之间的相互作用，
将旋转运动转化为电信号输出，从而实现对物体旋转角度和方向的测量。

它在工业自动化、机器人、仪器仪表等领域有着广泛的应用。