下载文档原格式
2007. 03 . 20 SHANG HAI旋转式光电编码器培训教程●旋转式光电编码器的原理简解：·光电编码器是集光，机，电于一体的数字化或近数字化传感器，可广泛地应用于高精度测量被测物体的转角或直线位移量。
·编码器旋转时，发光元件发出的光线经过光栅码盘的调制被接收元件所接收，产生原始信号，再经过后期处理电路的处理，形成与旋转量相对应的编码信号输出给控制系统。
●光电编码器的分类◎按测量运动方式的分类：·旋转式编码器旋转式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。
·直线式编码器直线式编码器通过测量被测物体的直线位移并将测量到的直线位移转化为脉冲电信号输出。
◎按测量编码方式的分类：·绝对式编码器·增量式编码器·混合式编码器■绝对式旋转编码器：·用光线扫描旋转码盘上的专用编码码道，以确定被测物体的绝对位置，然后将检测到的编码数据转换为电信号以脉冲的形式输出测量的位移量。
编码的形式有格雷码，BDC码和二进制码。
━绝对式旋转编码器的特点：·在一个检测周期内对不同的角度有不同的专用编码，因此编码器输出的位置数据是唯一的（单一性）。
·在工作中发生掉电情况时，机械位置发生位移编码会自动跟随变化，上电后立即可以取得当前位置数据。
·绝对编码器的编码方式决定了其单圈内（360°）的工作方式，超出360°后又从原位开始了。
━绝对式旋转编码器的小结：特点：特定数字编码，根据旋转角度输出唯一性的脉冲信号，该脉冲信号可以转换为角度或速度位移量。
选型：单编码盘/多编码盘（测量一个或多个旋转变量）。
编码制式（格雷码、BCD码、二进制码等）。
信号传输方式（串行、并行）。
分辨率（8、10、12位等）。
最大旋转速度。
优点：角行程编码，特别适合角度测量。
抗失电能力强，掉电时不影响编码数据（不用复位）。
旋转编码器2012年11月带安装式定子联轴器的旋转编码器分离式联轴器的旋转编码器本样本是以前样本的替代版，所有以前版本均不再有效。
订购海德汉公司的产品仅以订购时有效的样本为准。
产品遵循的标准（ISO，EN等），请见样本中的标注。
海德汉公司的旋转编码器是测量旋转运动、角速度的传感器，也可与机械测量设备一起使用，例如丝杠，测量直线运动。
应用领域包括电机、机床、印刷机、木工机器、纺织机器、机器人和运送设备以及各种测量，测试和检验设备。
高质量正弦增量信号可进行高倍率细分，用于数字速度控制。
电子手轮2目录选型指南标准用途的旋转编码器供电电源3.6至5.25 V DC2) 内部2倍频细分后最大至10 000个信号周期数3) 内部5/10倍频细分后最大至36 000个信号周期（如果需要更高细分倍数，可提供）42634 ERN 480000至5 000线405选型指南标准用途的旋转编码器内部2倍频细分后最大周期数为10 0002) 内部5/10倍频细分后最大至36 000个信号周期（如果需要更高细分倍数，可提供）642 50 54 7选型指南电机旋转编码器内部2倍频细分后8 192个信号周期2) 内部5/10/20/25倍频细分后37 500个信号周期8参见产品信息910供电电源3.6至5.25 V DC2)内部2倍频细分后最大至10 000个信号周期数3)内部2倍频细分后8 192个信号周期4)根据用户要求，可提供盲孔轴版选型指南特殊用途的旋转编码器40请见产品概要：应用于电梯行业的旋转编码器请见产品概要：11测量原理测量基准测量方法海德汉公司的光学扫描型光栅尺或编码器的测量基准都是周期刻线－光栅。
这些光栅刻在玻璃或钢材基体上。
这些精密光栅通过多种光刻工艺制造。
光栅的制造方式有：•在玻璃上镀硬铬线•在镀金钢带上蚀刻线条，或者•在玻璃或钢材基体上蚀刻三维结构图案。
海德汉公司开发的光刻工艺生产的栅距典型值为50 µm至4 µm。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------旋转编码器教学课件旋转编码器编辑锁定旋转编码器是用来测量转速并配合PWM 技术可以实现快速调速的装置，光电式旋转编码器通过光电转换，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（REP）。
分为单路输出和双路输出两种。
技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。
单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组 A/B 相位差 90 度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。
中文名旋转编码器外文名 Rotary Encoder 脉冲编码器SPC 绝对脉冲 APC 作用实现快速调速的装置齿轮组BESM58 目录 1. 1 基本简介 2. 2 形式分类 3. 3 工作原理 4.4 特点 1.5 信号输出 2.6 注意事项 3.7 原理特点 4.8 输出信号 1.9 常用术语 2. 10 安装事项 3. 11 应用旋转编码器基本简介编辑按信号的输出类型分为：电压输出、集电极开路输出、推拉互补输出和长线驱动输出。
旋转编码器形式分类编辑有轴型：有轴型又可分为夹紧法兰型、同步法兰型和伺服安装型等。
轴套型：1 / 15轴套型又可分为半空型、全空型和大口径型等。
器件图片(2 张) 以编码器工作原理可分为：光电式、磁电式和触点电刷式。
按码盘的刻孔方式不同分类编码器可分为增量式和绝对式两类。
增量式 BEN 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。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------旋转编码器教学课件旋转编码器编辑锁定旋转编码器是用来测量转速并配合PWM 技术可以实现快速调速的装置，光电式旋转编码器通过光电转换，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（REP）。
分为单路输出和双路输出两种。
技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。
单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组 A/B 相位差 90 度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。
中文名旋转编码器外文名 Rotary Encoder 脉冲编码器SPC 绝对脉冲 APC 作用实现快速调速的装置齿轮组BESM58 目录 1. 1 基本简介 2. 2 形式分类 3. 3 工作原理 4.4 特点 1.5 信号输出 2.6 注意事项 3.7 原理特点 4.8 输出信号 1.9 常用术语 2. 10 安装事项 3. 11 应用旋转编码器基本简介编辑按信号的输出类型分为：电压输出、集电极开路输出、推拉互补输出和长线驱动输出。
旋转编码器形式分类编辑有轴型：有轴型又可分为夹紧法兰型、同步法兰型和伺服安装型等。
轴套型：1 / 15轴套型又可分为半空型、全空型和大口径型等。
器件图片(2 张) 以编码器工作原理可分为：光电式、磁电式和触点电刷式。
按码盘的刻孔方式不同分类编码器可分为增量式和绝对式两类。
增量式 BEN 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。
旋转增量式编码器以转动时输出脉冲，通过计数设备来知道其位置，当编码器不动或停电时，依靠计数设备的内部记忆来记住位置。
这样，当停电后，编码器不能有任何的移动，当来电工作时，编码器输出脉冲过程中，也不能有干扰而丢失脉冲，不然，计数设备记忆的零点就会偏移，而且这种偏移的量是无从知道的，只有错误的生产结果出现后才能知道。
解决的方法是增加参考点，编码器每经过参考点，将参考位置修正进计数设备的记忆位置。
在参考点以前，是不能保证位置的准确性的。
为此，在工控中就有每次操作先找参考点，开机找零等方法。
比如，打印机扫描仪的定位就是用的增量式编码器原理，每次开机，我们都能听到噼哩啪啦的一阵响，它在找参考零点，然后才工作。
这样的方法对有些工控项目比较麻烦，甚至不允许开机找零（开机后就要知道准确位置），于是就有了绝对编码器的出现。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 绝对型旋转光电编码器，因其每一个位置绝对唯一、抗干扰、无需掉电记忆，已经越来越广泛地应用于各种工业系统中的角度、长度测量和定位控制。
绝对编码器光码盘上有许多道刻线，每道刻线依次以 2 线、4 线、8 线、16 线编排，这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从 2的零次方到 2 的 n-1 次方的唯一的 2 进制编码（格雷码），这就称为 n 位绝对编码器。
这样的编码器是由码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。
旋转编码器/增量或绝对值编码器/拉线编码器(16 张) 绝对编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。
这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。
由于绝对编码器在定位方面明显地优于增量式编码器，已经越来越多地应用于工控定位中。
绝对型编码器因其高精度，输出位数较多，如仍用并行输出，其每一位输出信号必须确保连接很好，对于较复杂工况还要隔离，连接电缆芯数多，由此带来诸多不便和降低可靠性，因此，绝对编码器在多位数输出型，一般均选用串行输出或总线型输出，德国生产的绝对型编码器串行输出最常用的是 SSI（同步串行输出）。
3 / 15旋转编码器工作原理编辑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。
旋转编码器特点编辑旋转编码器是集光机电技术于一体的速度位移传感器。
旋转编码器信号输出编辑信号输出有正弦波（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---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 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。
如单相联接，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，在后续的差分输入电路中，将共模噪声抑制，只取有用的差模信号，因此其抗干扰能力强，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。
旋转编码器由精密器件构成，故当受到较大的冲击时，可能会损坏内部功能，使用上应充分注意。
旋转编码器注意事项编辑安装安装时不要给轴施加直接的冲击。
编码器轴与机器的连接，应使用柔性连接器。
在轴上装连接器时，不要硬压入。
即使使用连接器，因安装不良，也有可能给轴加上比允许负荷还大的负荷，或造成拨芯现象，因此，要特别注意。
轴承寿命与使用条件有关，受轴承荷重的影响特别大。
如轴承负荷比规定荷重小，可大大延长轴承寿命。
不要将旋转编码器进行拆解，这样做将有损防油和防滴性能。
5 / 15防滴型产品不宜长期浸在水、油中，表面有水、油时应擦拭干净。
振动加在旋转编码器上的振动，往往会成为误脉冲发生的原因。
因此，应对设置场所、安装场所加以注意。
每转发生的脉冲数越多，旋转槽圆盘的槽孔间隔越窄，越易受到振动的影响。
在低速旋转或停止时，加在轴或本体上的振动使旋转槽圆盘抖动，可能会发生误脉冲。
关于配线和连接误配线，可能会损坏内部回路，故在配线时应充分注意：配线应在电源 OFF 状态下进行，电源接通时，若输出线接触电源，则有时会损坏输出回路。
若配线错误，则有时会损坏内部回路，所以配线时应充分注意电源的极性等。
若和高压线、动力线并行配线，则有时会受到感应造成误动作成损坏，所以要分离开另行配线。
延长电线时，应在 10m 以下。
并且由于电线的分布容量，波形的上升、下降时间会较长，有问题时，采用施密特回路等对波形进行整形。
为了避免感应噪声等，要尽量用最短距离配线。
向集成电路输入时，特别需要注意。
电线延长时，因导体电阻及线间电容的影响，波形的上升、下降时间加长，容易产生信号间的干扰（串音），因此应用电阻小、线间---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 电容低的电线（双绞线、屏蔽线）。
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。
旋转编码器原理特点编辑旋转编码器是集光机电技术于一体的速度位移传感器。
增量式增量式编码器轴旋转时，有相应的相位输出。
其旋转方向的判别和脉冲数量的增减，需借助后部的判向电路和计数器来实现。
其计数起点可任意设定，并可实现多圈的无限累加和测量。
还可以把每转发出一个脉冲的 Z 信号，作为参考机械零位。
当脉冲已固定，而需要提高分辨率时，可利用带 90 度相位差 A，B 的两路信号，对原脉冲数进行倍频。
绝对值绝对值编码器轴旋转器时，有与位置一一对应的代码（二进制，BCD 码等）输出，从代码大小的变更即可判别正反方向和位移所处的位置，而无需判向电路。
它有一个绝对零位代码，当停电或关机后再开机重新测量时，仍可准确地读出停电或关机位置地代码，并准确地找到零位代码。
一般情况下绝对值编码器的测量范围为 0～360 度，但特殊型号也可实现多圈测量。
正弦波正弦波编码器也属于增量式编码器，主要的区别在于输出信号是正弦波模拟量信号，而不是数字量信号。
7 / 15它的出现主要是为了满足电气领域的需要－用作电动机的反馈检测元件。
在与其它系统相比的基础上，人们需要提高动态特性时可以采用这种编码器。
为了保证良好的电机控制性能，编码器的反馈信号必须能够提供大量的脉冲，尤其是在转速很低的时候，采用传统的增量式编码器产生大量的脉冲，从许多方面来看都有问题，当电机高速旋转（6000rpm）时，传输和处理数字信号是困难的。
在这种情况下，处理给伺服电机的信号所需带宽（例如编码器每转脉冲为 10000）将很容易地超过 MHz 门限；而另一方面采用模拟信号大大减少了上述麻烦，并有能力模拟编码器的大量脉冲。
这要感谢正弦和余弦信号的内插法，它为旋转角度提供了计算方法。
这种方法可以获得基本正弦的高倍增加，例如可从每转 1024个正弦波编码器中，获得每转超过 1000，000 个脉冲。
