编码器内部pnpnpn详解说明有图示

15. 各种输出形式的旋转编码器与后续设备（PLC、计数器等）接线分别怎么接？⑴与PLC连接，以CPM1A为例①NPN集电极开路输出方法1：如下图所示这种接线方式应用于当传感器的工作电压与PLC的输入电压不同时，取编码器晶体管部分，另外串入电源，以无电压形式接入PLC。

但是需要注意的是，外接电源的电压必须在DC30V 以下，开关容量每相35mA以下，超过这个工作电压，则编码器内部可能会发生损坏。

具体接线方式如下：编码器的褐线接编码器工作电压正极，蓝线接编码器工作电压负极，输出线依次接入PLC的输入点，蓝线接外接电源负极，外接电源正极接入PLC的输入com端。

方法2：编码器的褐线接电源正极，输出线依次接入PLC的输入点，蓝线接电源负极，再从电源正极端拉根线接入PLC输入com端。

②电压输出接线方式如图所示：具体接线方式如下：编码器的褐线接电源正极，输出线依次接入PLC 的输入点，蓝线接电源负极，再从电源正极端拉根线接入PLC输入com端。

不过需要注意的是，不能以下图方式接线。

③PNP集电极开路输出接线方式如下图所示：具体接线方式如下：编码器的褐线接工作电压正极，蓝线接工作电压负极，输出线依次接入PLC的输入com端，再从电源负极端拉根线接入PLC的输入com端。

④线性驱动输出具体接线如下：输出线依次接入后续设备相应的输入点，褐线接工作电压的正极，蓝线接工作电压的负极。

⑵与计数器连接，以H7CX（OMRON制）为例H7CX输入信号分为无电压输入和电压输入。

①无电压输入：以无电压方式输入时，只接受NPN输出信号。

NPN集电极开路输出的接线方式如下：具体接线方式如下：褐线接电源正极，蓝线接电源负极，再从电源负极端拉根线接6号端子，黑线和白线接入8和9号端子，如果需要自动复位，则橙线接入7号端子。

NPN电压输出的接线方式如下：接线方式与NPN集电极开路输出方式一样。

②电压输入NPN集电极开路输出的接线方式如下图所示：具体接线方式如下：褐线接电源正极，蓝线接电源负极，再从电源负极端拉根线接6号端子，黑线和白线接入8和9号端子，如果需要自动复位，则橙线接入7号端子。

光电编码器光电编码器,是一种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;这是目前应用最多的传感器,光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成;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;绝对脉冲编码器:APC增量脉冲编码器:SPC1.光电编码器原理光电编码器,是一种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;这是目前应用最多的传感器,光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成;光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔;由于光电码盘与电动机同轴,电动机旋转时,光栅盘与电动机同速旋转,经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号,其原理示意图如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速;此外,为判断旋转方向,码盘还可提供相位相差90°的脉冲信号;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,从而可方便地判断出旋转方向,而Z相为每转一个脉冲,用于基准点定位;增量式光电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,但是不能通过输出脉冲区别出在哪个位置上的增量;它能够产生与位移增量等值的脉冲信号,其作用是提供一种对连续位移量离散化或增量化以及位移变化速度的传感方法,它是相对于某个基准点的相对位置增量,不能够直接检测出轴的绝对位置信息;一般来说,增量式光电编码器输出A、B两相互差90度角的脉冲信号即所谓的两组正交输出信号,从而可方便地判断出旋转方向;同时还有用作参考零位的Z相标志指示脉冲信号,码盘每旋转一周,只发出一个标志信号;标志脉冲通常用来指示机械位置或对积累量清零;增量式光电编码器主要由光源、码盘、检测光栅、光电检测器件和转换电路组成;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电度角;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电度角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,可以得到被测轴的转角或速度信息;增量式光电编码器的优点是：原理构造简单、易于实现；机械平均寿命长,可达到几万小时以上；分辨率高；抗干扰能力较强,信号传输距离较长,可靠性较高;其缺点是它无法直接读出转动轴的绝对位置信息;1.1.2基本技术规格在增量式光电编码器的使用过程中,对于其技术规格通常会提出不同的要求,其中最关键的就是它的分辨率、精度、输出信号的稳定性、响应频率、信号输出形式;1分辨率光电编码器的分辨率是以编码器轴转动一周所产生的输出信号基本周期数来表示的,即脉冲数/转PPR;码盘上的透光缝隙的数目就等于编码器的分辨率,码盘上刻的缝隙越多,编码器的分辨率就越高;在工业电气传动中,根据不同的应用对象,可选择分辨率通常在500~6000PPR的增量式光电编码器,最高可以达到几万PPR;交流伺服电机控制系统中通常选用分辨率为2500PPR的编码器;此外对光电转换信号进行逻辑处理,可以得到2倍频或4倍频的脉冲信号,从而进一步提高分辨率;2精度增量式光电编码器的精度与分辨率完全无关,这是两个不同的概念;精度是一种度量在所选定的分辨率范围内,确定任一脉冲相对另一脉冲位置的能力;精度通常用角度、角分或角秒来表示;编码器的精度与码盘透光缝隙的加工质量、码盘的机械旋转情况的制造精度因素有关,也与安装技术有关;3输出信号的稳定性编码器输出信号的稳定性是指在实际运行条件下,保持规定精度的能力;影响编码器输出信号稳定性的主要因素是温度对电子器件造成的漂移、外界加于编码器的变形力以及光源特性的变化;由于受到温度和电源变化的影响,编码器的电子电路不能保持规定的输出特性,在设计和使用中都要给予充分考虑;4响应频率编码器输出的响应频率取决于光电检测器件、电子处理线路的响应速度;当编码器高速旋转时,如果其分辨率很高,那么编码器输出的信号频率将会很高;如果光电检测器件和电子线路元器件的工作速度与之不能相适应,就有可能使输出波形严重畸变,甚至产生丢失脉冲的现象;这样输出信号就不能准确反映轴的位置信息;所以,每一种编码器在其分辨率一定的情况下,它的最高转速也是一定的,即它的响应频率是受限制的;5信号输出形式在大多数情况下,直接从编码器的光电检测器件获取的信号电平较低,波形也不规则,还不能适应于控制、信号处理和远距离传输的要求;所以,在编码器内还必须将此信号放大、整形;经过处理的输出信号一般近似于正弦波或矩形波;由于矩形波输出信号容易进行数字处理,所以这种输出信号在定位控制中得到广泛的应用;采用正弦波输出信号时基本消除了定位停止时的振荡现象,并且容易通过电子内插方法,以较低的成本得到较高的分辨率;增量式光电编码器的信号输出形式有：集电极开路输出Open Collector、电压输出Voltage Output、线驱动输出Line Driver、互补型输出Complemental Output和推挽式输出Totem Pole;集电极开路输出这种输出方式通过使用编码器输出侧的NPN晶体管,将晶体管的发射极引出端子连接至0V,断开集电极与+Vcc的端子并把集电极作为输出端;在编码器供电电压和信号接受装置的电压不一致的情况下,建议使用这种类型的输出电路;主要应用领域有电梯、纺织机械、注油机、自动化设备、切割机械、印刷机械、包装机械和针织机械等;电压输出这种输出方式通过使用编码器输出侧的NPN晶体管,将晶体管的发射极引出端子连接至0V,集电极端子与+Vcc和负载电阻相连,并作为输出端;在编码器供电电压和信号接受装置的电压一致的情况下,建议使用这种类型的输出电路;主要应用领域有电梯、纺织机械、注油机、自动化设备、切割机械、印刷机械、包装机械和针织机械等;线驱动输出这种输出方式将线驱动专用IC芯片26LS31用于编码器输出电路,由于它具有高速响应和良好的抗噪声性能,使得线驱动输出适宜长距离传输;输出电路如图1-5所示;主要应用领域有伺服电机、机器人、数控加工机械等;互补型输出这种输出方式由上下两个分别为PNP型和NPN型的三极管组成,当其中一个三极管导通时,另外一个三极管则关断;这种输出形式具有高输入阻抗和低输出阻抗,因此在低阻抗情况下它也可以提供大范围的电源;由于输入、输出信号相位相同且频率范围宽,因此它适合长距离传输;主要应用于电梯领域或专用领域;推挽式输出这种输出方式由上下两个NPN型的三极管组成,当其中一个三极管导通时,另外一个三极管则关断;电流通过输出侧的两个晶体管向两个方向流入,并始终输出电流;因此它阻抗低,而且不太受噪声和变形波的影响;主要应用领域有电梯、纺织机械、注油机、自动化设备、切割机械、印刷机械、包装机械和针织机械等;绝对式编码器旋转增量值编码器以转动时输出脉冲,通过计数设备来计算其位置,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,计数设备计算并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;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;绝对编码器是直接输出数字量的传感器,在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道,每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成,相邻码道的扇区数目是双倍关系,码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数,在码盘的一侧是光源,另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时,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出一个固定的与位置相对应的数字码;显然,码道越多,分辨率就越高,对于一个具有 N位二进制分辨率的编码器,其码盘必须有N条码道;绝对式编码器是利用自然二进制或循环二进制葛莱码方式进行光电转换的;绝对式编码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形,绝对编码器可有若干编码,根据读出码盘上的编码,检测绝对位置;编码的设计可采用二进制码、循环码、二进制补码等;它的特点是：1.可以直接读出角度坐标的绝对值；2.没有累积误差；3.电源切除后位置信息不会丢失;但是分辨率是由二进制的位数来决定的,也就是说精度取决于位数,目前有10位、14位等多种;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;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;旋转单圈绝对式编码器,以转动中测量光码盘各道刻线,以获取唯一的编码,当转动超过360度时,编码又回到原点,这样就不符合绝对编码唯一的原则,这样的编码器只能用于旋转范围360度以内的测量,称为单圈绝对式编码器;如果要测量旋转超过360度范围,就要用到多圈绝对式编码器;编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理,当中心码盘旋转时,通过齿轮传动另一组码盘或多组齿轮,多组码盘,在单圈编码的基础上再增加圈数的编码,以扩大编码器的测量范围,这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器,它同样是由机械位置确定编码,每个位置编码唯一不重复,而无需记忆;多圈编码器另一个优点是由于测量范围大,实际使用往往富裕较多,这样在安装时不必要费劲找零点,将某一中间位置作为起始点就可以了,而大大简化了安装调试难度;多圈式绝对编码器在长度定位方面的优势明显,已经越来越多地应用于工控定位中;绝对值旋转编码器的机械安装有高速端安装、低速端安装、辅助机械装置安装等多种形式;绝对值编码器信号输出有并行输出、串行输出、总线型输出、变送一体型输出1．并行输出：绝对值编码器输出的是多位数码格雷码或纯二进制码,并行输出就是在接口上有多点高低电平输出,以代表数码的1或0,对于位数不高的绝对编码器,一般就直接以此形式输出数码,可直接进入PLC或上位机的I/O接口,输出即时,连接简单;但是并行输出有如下问题：1;必须是格雷码,因为是纯二进制码,在数据刷新时可能有多位变化,读数会在短时间里造成错码;2;所有接口必须确保连接好,因为如有个别连接不良点,该点电位始终是0,造成错码而无法判断;3;传输距离不能远,一般在一两米,对于复杂环境,最好有隔离;4;对于位数较多,要许多芯电缆,并要确保连接优良,由此带来工程难度,同样,对于编码器,要同时有许多节点输出,增加编码器的故障损坏率;2．串行SSI输出：串行输出就是通过约定,在时间上有先后的数据输出,这种约定称为通讯规约,其连接的物理形式有RS232、RS422TTL、RS485等;由于绝对值编码器好的厂家都是在德国,所以串行输出大部分是与德国的西门子配套的,如SSI同步串行输出;串行输出连接线少,传输距离远,对于编码器的保护和可靠性就大大提高了;一般高位数的绝对编码器都是用串行输出的;3．现场总线型输出现场总线型编码器是多个编码器各以一对信号线连接在一起,通过设定地址,用通讯方式传输信号,信号的接收设备只需一个接口,就可以读多个编码器信号;总线型编码器信号遵循RS485的物理格式,其信号的编排方式称为通讯规约,目前全世界有多个通讯规约,各有优点,还未统一,编码器常用的通讯规约有如下几种：PROFIBUS-DP； CAN；DeviceNet；Interbus等总线型编码器可以节省连接线缆、接收设备接口,传输距离远,在多个编码器集中控制的情况下还可以大大节省成本4．变送一体型输出有的绝对编码器,其信号已经在编码器内换算后直接变送输出,其有模拟量4—20mA输出、RS485数字输出、14位并行输出;三．连接绝对编码器的电气二次设备：连接绝对值编码器的设备可以是可编程控制器PLC、上位机,也可以是专用显示信号转换仪表,由仪表再输出信号给PLC或上位机;1．直接进入PLC或上位机：编码器如果是并行输出的,可以直接连接PLC或上位机的输入输出接点I/O,其信号数学格式应该是格雷码;编码器有多少位就要占用PLC的多少位接点,如果是24伏推挽式输出,高电平有效为1,低电平为0；如果是集电极开路NPN输出,则连接的接点也必须是NPN型的,其低电平有效,低电平为1;2．编码器如果是串行输出的,由于通讯协议的限制,后接电气设备必须有对应的接口;例如SSI串行,可连接西门子的S7-300系列的PLC,有SM338等专用模块,或S7-400的FM451等模块,对于其他品牌的PLC,往往没有专用模块或有模块也很贵;3．编码器如是总线型输出,接受设备需配专用的总线模块,例如PROFIBUS-DP;但是,如选择总线型输出编码器,在编码器与接收设备PLC中间,就无法加入其他显示仪表,如需现场显示,就要从PLC再转出信号给与信号匹配的显示仪表;有些协议自定义的RS485输出信号进PLC的RS485接口,需PLC具有智能编程功能;4．连接专用显示转换仪表：针对较多使用的SSI串行输出编码器,我公司提供专用的显示、信号转换仪表,由仪表进行内部解码、计算、显示、信号转换输出,再连接PLC或上位机;其优点如下：a.现场可以有直观的显示,直接在仪表上设置参数;b.专用程序读码解码、容错、内部计算,可以大大减少各个项目的编程工作量,提高稳定和可靠性;信号输出是由内部数字量直接计算,快速、准确;c.信号输出有多种形式,灵活方便,后面可连接各种PLC或上位机,通用性强;我公司各类连接SSI编码器的仪表一览表：GPMV0814、GPMV1016三位一体型GPMV0814绝对多圈编码器,其光电码盘读码解码、显示设定、信号转换三位一体,输出4—20mA模拟量、并行数字量RS485通讯可同时输出,连接各类PLC和上位机;一般的应用,可选同时两组输出型,一组信号连接PLC,另一组连接显示仪表,如需要增加开关输出,可从显示仪表设定输出;混合式绝对值编码器混合式绝对值编码器,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;光电编码器是一种角度角速度检测装置,它将输入给轴的角度量,利用光电转换原理转换成相应的电脉冲或数字量,具有体积小,精度高,工作可靠,接口数字化等优点;它广泛应用于数控机床、回转台、伺服传动、机器人、雷达、军事目标测定等需要检测角度的装置和设备中;。

开关三极管的工作原理：截止状态：当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，即为三极管的截止状态饱和导通状态：当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并丐当基极的电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不再怎么变化，此时三极管失去电流放大作用，集电极和发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态，即为三极管的导通状态。

开关三极管正是基于三极管的开关特性来工作的。

PNP型三极管：由2块P型半导体中间夹着1块N型半导体所组成的三极管,称为PNP型三极管。

也可以描述成,电流从发射极E流入的三极管. PNP型三极管发射极电位最高,集电极电位最低,UBE<0.NPN型三极管：由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成的三极管,称为NPN型三极管. 也可以描述成,电流从发射极E流出的三极管.两者的区别：NPN和PNP主要就是电流方向和电压正负不同，说得“丏业”一点，就是“极性”问题。

NPN 是用 B→E 的电流（IB）控制 C→E 的电流（IC），E极电位最低，丐正常放大时通常C极电位最高，即 VC > VB > VE。

PNP 是用 E→B 的电流（IB）控制 E→C 的电流（IC），E极电位最高，丐正常放大时通常C极电位最低，即 VC < VB < VE。

PNP与NPN型传感器其实就是利用三极管的饱和和截止，输出两种状态，属于开关型传感器。

但输出信号是截然相反的，即高电平和低电平。

NPN输出是低电平0，PNP输出的是高电平1。

接近开关：接近开关有两线制和三线制之区别，三线制接近开关又分为NPN型和PNP 型，它们的接线是不同的。

请见下图所示：三线制简单的讲就是信号输出分PNP型（24V输出）和NPN型（0V输出）。

编码器主要分类编码器可按以下方式来分类。

1、按码盘的刻孔方式不同分类（1）增量型:就是每转过单位的角度就发出一个脉冲信号（也有发正余弦信号，然后对其进行细分，斩波出频率更高的脉冲），通常为A相、B 相、Z相输出，A相、B相为相互延迟1/4周期的脉冲输出，依据延迟关系可以区分正反转，而且通过取A相、B相的上升和下降沿可以进行2或4倍频；Z相为单圈脉冲，即每圈发出一个脉冲。

（2）肯定值型:就是对应一圈，每个基准的角度发出一个与该角度对应二进制的数值，通过外部记圈器件可以进行多个位置的记录和测量。

2、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。

3、以编码器机械安装形式分类（1）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。

（2）轴套型:轴套型又可分为半空型、全空型和大口径型等。

4、以编码器工作原理可分为:光电式、磁电式和触点电刷式。

常见故障1、编码器本身故障:是指编码器本身元器件消失故障，导致其不能产生和输出正确的波形。

这种状况下需更换编码器或修理其内部器件。

2、编码器连接电缆故障:这种故障消失的几率最高，修理中常常遇到，应是优先考虑的因素。

通常为编码器电缆断路、短路或接触不良，这时需更换电缆或接头。

还应特殊留意是否是由于电缆固定不紧，造成松动引起开焊或断路，这时需卡紧电缆。

3、编码器+5V电源下降:是指+5V电源过低，通常不能低于4.75V，造成过低的缘由是供电电源故障或电源传送电缆阻值偏大而引起损耗，这时需检修电源或更换电缆。

4、肯定式编码器电池电压下降:这种故障通常有含义明确的报警，这时需更换电池，假如参考点位置记忆丢失，还须执行重回参考点操作。

5、编码器电缆屏蔽线未接或脱落:这会引入干扰信号，使波形不稳定，影响通信的精确性，必需保证屏蔽线牢靠的焊接及接地。

6、编码器安装松动:这种故障会影响位置掌握精度，造成停止和移动中位置偏差量超差，甚至刚一开机即产生伺服系统过载报警，请特殊留意。

---------------------------------------------------------------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。

编码器输出信号类型一般情况下，从编码器的光电检测器件获取的信号电平较低，波形也不规则，不能直接用于控制、信号处理和远距离传输，所以在编码器内还需要对信号进行放大、整形等处理。

经过处理的输出信号一般近似于正弦波或矩形波，因为矩形波输出信号容易进行数字处理，所以在控制系统中应用比较广泛。

增量式光电编码器的信号输出有集电极开路输出、电压输出、线驱动输出和推挽式输出等多种信号形式。

1集电极开路输出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。

根据使用的晶体管类型不同，可以分为NPN集电极开路输出（也称作漏型输出，当逻辑1时输出电压为0V，如图2-1所示）和PNP集电极开路输出（也称作源型输出，当逻辑1时，输出电压为电源电压，如图2-2所示）两种形式。

在编码器供电电压和信号接受装置的电压不一致的情况下可以使用这种类型的输出电路。

图2-1 NPN集电极开路输出图2-2 PNP集电极开路输出对于PNP型的集电极开路输出的编码器信号，可以接入到漏型输入的模块中，具体的接线原理如图2-3所示。

注意：PNP型的集电极开路输出的编码器信号不能直接接入源型输入的模块中。

图2-3 PNP型输出的接线原理对于NPN型的集电极开路输出的编码器信号，可以接入到源型输入的模块中，具体的接线原理如图2-4所示。

注意：NPN型的集电极开路输出的编码器信号不能直接接入漏型输入的模块中。

图2-4 NPN型输出的接线原理2.2电压输出型电压输出是在集电极开路输出电路的基础上，在电源和集电极之间接了一个上拉电阻，这样就使得集电极和电源之间能有了一个稳定的电压状态，如图2-5。

一般在编码器供电电压和信号接受装置的电压一致的情况下使用这种类型的输出电路。

图2-5电压输出型2.3推挽式输出推挽式输出方式由两个分别为PNP型和NPN型的三极管组成，如图2-6所示。

当其中一个三极管导通时，另外一个三极管则关断，两个输出晶体管交互进行动作。

PLC中NPN和PNP的接线方法1引言PLC 控制系统的设计中，虽然接线工作占的比重较小，大部分工作还是PLC 的编程设计工作，但它是编程设计的基础，只要接线正确后，才能顺利地进行编程设计工作。

而保证接线工作的正确性，就必须对PLC 内部的输入输出电路有一个比较清楚的了解。

我们知道，PLC 数字输入模块为了防止外界线路产生的干扰（如尖峰电压，干扰噪声等）引起PLC 的非正常工作甚至是元器件的损坏，一般在PLC 的输入侧都采用光耦，来切断PLC 内部线路和外部线路电气上的联系，保证PLC 的正常工作。

并且在输入线路中都设有RC 滤波电路，以防止由于输入点抖动或外部干扰脉冲引起的错误信号。

2输入电路的形式2.1 分类PLC 的输入电路，按外接电源的类型分，可以分为直流输入电路和交流输入电路；按PLC 输入模块公共端（COM 端）电流的流向分，可分为源输入电路和漏输入电路；按光耦发光二极管公共端的连接方式可分为共阳极和共阴极输入电路。

如下图1所示：图1 PLC输入电路的分类2.2 按外接电源的类型分类2.2.1 直流输入电路图2 为直流输入电路的一种形式（只画出一路输入电路）。

当图2 中外部线路的开关闭合时，PLC 内部光耦的发光二极管点亮，光敏三极管饱和导通，该导通信号再传送给处理器，从而CPU 认为该路有信号输入；外界开关断开时，光耦中的发光二极管熄灭，光敏三极管截止，CPU 认为该路没有信号。

图2 直流输入电路2.2.2 交流输入电路交流输入电路如图3 所示，可以看出，与直流输入电路的区别主要就是增加了一个整流的环节。

交流输入的输入电压一般为AC120V 或230V。

交流电经过电阻R的限流和电容C的隔离(去除电源中的直流成分)，再经过桥式整流为直流电，其后工作原理和直流输入电路一样，不再缀述。

图3 交流输入电路从以上可以看出，由于交流输入电路中增加了限流、隔离和整流三个环节，因此，输入信号的延迟时间要比直流输入电路的要长，这是其不足之处。

详细图文解析编码器正确的接线方法
 编码器正确的接线方法：
 （1）正确接线至关重要，如图1 为NPN 输出增量型E6B2-CWZ6C 的接线原理，图2 为NPN 输出增量型E6B2-CWZ6C 的实际接线，棕色线接电源正极，蓝色线接电源负极，黑色线接输入0.00，白色线接输入0.01，橙色线接输入0.04，PLC 的COM 接电源正极。

 （2）下图为PNP 输出增量型E6B2-CWZ6B 的实际接线图，棕色线接电源正极，蓝色线接电源负极，黑色线接输入0.00，白色线接输入0.01，橙色线接输入0.04，PLC 的COM 接电源负极。

 （3）图1 为绝对值型编码器的线与PLC 输入的点的对应图，图2 为NPN 输出绝对值型E6C3-AG5C 的实际接线图，红色线接电源正极，黑色线接电源负极，褐色线接输入0.00，橙色线接输入0.01，黄色线接输入0.02，绿色线接输入0.03，蓝色线接输入0.04，紫色线接输入0.05，灰色线接输入0.06，白色线接输入0.07，粉色线接输入0.08，PLC 的COM 接电源正极。

 
 （4）下图为PNP 输出绝对值型E6C3-AG5B 的实际接线图，红色线接。

详细图文解析编码器正确的接线方法
 编码器正确的接线方法：
 （1）正确接线至关重要，如图1 为NPN 输出增量型E6B2-CWZ6C 的接线原理，图2 为NPN 输出增量型E6B2-CWZ6C 的实际接线，棕色线接电源正极，蓝色线接电源负极，黑色线接输入0.00，白色线接输入0.01，橙色线接输入0.04，PLC 的COM 接电源正极。

 （2）下图为PNP 输出增量型E6B2-CWZ6B 的实际接线图，棕色线接电源正极，蓝色线接电源负极，黑色线接输入0.00，白色线接输入0.01，橙色线接输入0.04，PLC 的COM 接电源负极。

 （3）图1 为绝对值型编码器的线与PLC 输入的点的对应图，图2 为NPN 输出绝对值型E6C3-AG5C 的实际接线图，红色线接电源正极，黑色线接电源负极，褐色线接输入0.00，橙色线接输入0.01，黄色线接输入0.02，绿色线接输入0.03，蓝色线接输入0.04，紫色线接输入0.05，灰色线接输入0.06，白色线接输入0.07，粉色线接输入0.08，PLC 的COM 接电源正极。

 
 （4）下图为PNP 输出绝对值型E6C3-AG5B 的实际接线图，红色线接
电源正极，黑色线接电源负极，褐色线接输入0.00，橙色线接输入0.01，黄色线接输入0.02，绿色线接输入0.03，蓝色线接输入0.04，紫色线接输入0.05，灰色线接输入0.06，白色线接输入0.07，粉色线接输入0.08，PLC 的COM 接电源负极。

 （5）图1 为线驱动编码器的接线原理，图2 为实际接线图，黑色线接A0+，黑红镶边线A0-，白色线接B0+，白红镶边线接B0-, 橙色线接Z0+，橙红镶边线接Z0-，褐色线接电源+5V，蓝色线接电源0V，切勿接线错误。

 。

光电编码器原理结构图增量式光电旋转编码器所谓编码器即是将某种物理量转换为数字格式的装置。

运动控制系统中的编码器的作用是将位置和角度等参数转换为数字量。

可采用电接触、磁效应、电容效应和光电转换等机理，形成各种类型的编码器。

运动控制系统中最常见的编码器是光电编码器。

光电编码器根据其用途的不同分为旋转光电编码器和直线光电编码器，分别用于测量旋转角度和直线尺寸。

光电编码器的关键部件是光电编码装置，在旋转光电编码器中是圆形的码盘(codewheel或codedisk)，而在直线光电编码器中则是直尺形的码尺(codestrip)。

码盘和码尺根据用途和成本的需要，可由金属、玻璃和聚合物等材料制作，其原理都是在运动过程中产生代表运动位置的数字化的光学信号。

图12.1可用于说明透射式旋转光电编码器的原理。

在与被测轴同心的码盘上刻制了按一定编码规则形成的遮光和透光部分的组合。

在码环的一边是发光二极管或白炽灯光源，另一边则是接收光线的光电器件。

码盘随着被测轴的转动使得透过码盘的光束产生间断，通过光电器件的接收和电子线路的处理，产生特定电信号的输出，再经过数字处理可计算出位置和速度信息。

上面所说的是透射式光电编码器的原理。

显然利用光反射原理也可制作光电编码器。

增量编码器的码盘如图12.2所示。

在现代高分辨率码盘上，透光和遮光部分都是很细的窄缝和线条，因此也被称为圆光栅。

相邻的窄缝之间的夹角称为栅距角，透光窄缝和遮光部分大约各占栅距角的1/2。

码盘的分辨率以每转计数(CPR-counts per revolution)表示，亦即码盘旋转一周在光电检测部分可产生的脉冲数。

例如某码盘的CPR为2048，则可以分辨的角度为10，311.8”。

在码盘上，往往还另外安排一个（或一组）特殊的窄缝，用于产生定位(index)或零位(zero)信号。

测量装置或运动控制系统可利用这个信号产生回零或复位操作。

从原理分析，光电器件输出的电信号应该是三角波。

NP与NPN型传感器其实就是利用三极管的饱和和截止，输出两种状态，属于开关型传感器。

但输出信号是截然相反的，即高电平和低电平。

PNP输出是低电平0，NPN输出的是高电平1。

PNP与NPN型传感器(开关型)分为六类：1、NPN-NO(常开型)2、NPN-NC(常闭型)3、NPN-NC+NO(常开、常闭共有型)4、PNP-NO(常开型)5、PNP-NC(常闭型)6、PNP-NC+NO(常开、常闭共有型)PNP与NPN型传感器一般有三条引出线，即电源线VCC、0V线，out信号输出线。

1、NPN类NPN是指当有信号触发时，信号输出线out和电源线VCC连接，相当于输出高电平的电源线。

对于NPN-NO型，在没有信号触发时，输出线是悬空的，就是VCC电源线和out线断开。

有信号触发时，发出与VCC电源线相同的电压，也就是out线和电源线VCC连接，输出高电平VCC。

对于NPN-NC型，在没有信号触发时，发出与VCC电源线相同的电压，也就是out线和电源线VCC连接，输出高电平VCC。

当有信号触发后，输出线是悬空的，就是VCC电源线和out线断开。

对于NPN-NC+NO型，其实就是多出一个输出线OUT，根据需要取舍。

2、PNP类PNP是指当有信号触发时，信号输出线out和0v线连接，相当于输出低电平，ov。

对于PNP-NO型，在没有信号触发时，输出线是悬空的，就是0v线和out线断开。

有信号触发时，发出与OV相同的电压，也就是out线和0V线连接，输出输出低电平OV。

对于PNP-NC型，在没有信号触发时，发出与0V线相同的电压，也就是out线和0V线连接，输出低电平0V。

当有信号触发后，输出线是悬空的，就是0V线和out线断开。

对于PNP-NC+NO型，和NPN-NC+NO型类似，多出一个输出线OUT，及两条信号反相的输出线，根据需要取舍。

三极管工作原理分析，精辟、透彻，看后你就懂2010-12-03 18:53随着科学技的发展，电子技术的应用几乎渗透到了人们生产生活的方方面面。

开关三极管的工作原理：截止状态：当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，即为三极管的截止状态饱和导通状态：当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并丐当基极的电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不再怎么变化，此时三极管失去电流放大作用，集电极和发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态，即为三极管的导通状态。

开关三极管正是基于三极管的开关特性来工作的。

PNP型三极管：由2块P型半导体中间夹着1块N型半导体所组成的三极管,称为PNP型三极管。

也可以描述成,电流从发射极E流入的三极管. PNP型三极管发射极电位最高,集电极电位最低,UBE<0.NPN型三极管：由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成的三极管,称为NPN型三极管. 也可以描述成,电流从发射极E流出的三极管.两者的区别：NPN和PNP主要就是电流方向和电压正负不同，说得“丏业”一点，就是“极性”问题。

NPN 是用 B→E 的电流（IB）控制 C→E 的电流（IC），E极电位最低，丐正常放大时通常C极电位最高，即 VC > VB > VE。

PNP 是用 E→B 的电流（IB）控制 E→C 的电流（IC），E极电位最高，丐正常放大时通常C极电位最低，即 VC < VB < VE。

PNP与NPN型传感器其实就是利用三极管的饱和和截止，输出两种状态，属于开关型传感器。

但输出信号是截然相反的，即高电平和低电平。

NPN输出是低电平0，PNP输出的是高电平1。

接近开关：接近开关有两线制和三线制之区别，三线制接近开关又分为NPN型和PNP 型，它们的接线是不同的。

请见下图所示：三线制简单的讲就是信号输出分PNP型（24V输出）和NPN型（0V输出）。

三极管工作原理介绍，NPN和PNP型三极管的原理图与各个引脚介绍三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种电流控制电流的半导体器件·其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。

晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。

三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。

PNP与NPN两种三极管各引脚的表示：三极管引脚介绍NPN三极管原理图：PNP三极管原理图：常见的三极管为9012、s8550、9013、s8050.单片机应用电路中三极管主要的作用就是开关作用。

其中9012与8550为pnp型三极管，可以通用。

其中9013与8050为npn型三极管，可以通用。

区别引脚：三极管向着自己，引脚从左到右分别为ebc，原理图中有箭头的一端为e，与电阻相连的为b，另一个为c。

箭头向里指为PNP（9012或8550），箭头向外指为NPN（9013或8050）。

如何辨别三极管类型，并辨别出e（发射极）、b（基极）、c（集电极）三个电极①用指针式万用表判断基极b 和三极管的类型：将万用表欧姆挡置“R × 100” 或“R×lk” 处，先假设三极管的某极为“基极”，并把黑表笔接在假设的基极上，将红表笔先后接在其余两个极上，如果两次测得的电阻值都很小（或约为几百欧至几千欧），则假设的基极是正确的，且被测三极管为 NPN 型管；同上，如果两次测得的电阻值都很大（约为几千欧至几十千欧），则假设的基极是正确的，且被测三极管为 PNP 型管。

如果两次测得的电阻值是一大一小，则原来假设的基极是错误的，这时必须重新假设另一电极为“基极”，再重复上述测试。

②判断集电极c和发射极e：仍将指针式万用表欧姆挡置“R × 100”或“R × 1k” 处，以NPN管为例，把黑表笔接在假设的集电极c上，红表笔接到假设的发射极e上，并用手捏住b和c极（不能使b、c直接接触），通过人体，相当 b 、 C 之间接入偏置电阻，读出表头所示的阻值，然后将两表笔反接重测。

编码器使用说明光电编码器基础1.1 概述光电编码器是一种集光、机、电为一体的数字化检测装置，它具有分辨率高、精度高、结构简单、体积小、使用可靠、易于维护、性价比高等优点。

近10几年来，发展为一种成熟的多规格、高性能的系列工业化产品，在数控机床、机器人、雷达、光电经纬仪、地面指挥仪、高精度闭环调速系统、伺服系统等诸多领域中得到了广泛的应用。

光电编码器可以定义为：一种通过光电转换，将输至轴上的机械、几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器，它主要用于速度或位置（角度）的检测。

典型的光电编码器由码盘（Disk）、检测光栅（Mask）、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。

一般来说，根据光电编码器产生脉冲的方式不同，可以分为增量式、绝对式以及复合式三大类。

按编码器运动部件的运动方式来分，可以分为旋转式和直线式两种。

由于直线式运动可以借助机械连接转变为旋转式运动，反之亦然。

因此，只有在那些结构形式和运动方式都有利于使用直线式光电编码器的场合才予使用。

旋转式光电编码器容易做成全封闭型式，易于实现小型化，传感长度较长，具有较长的环境适用能力，因而在实际工业生产中得到广泛的应用，在本书中主要针对旋转式光电编码器，如不特别说明，所提到的光电编码器则指旋转式光电编码器。

1.2 增量式光电编码器1.2.1 原理及其结构增量式光电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，但是不能通过输出脉冲区别出在哪个位置上的增量。

它能够产生与位移增量等值的脉冲信号，其作用是提供一种对连续位移量离散化或增量化以及位移变化（速度）的传感方法，它是相对于某个基准点的相对位置增量，不能够直接检测出轴的绝对位置信息。

一般来说，增量式光电编码器输出A、B两相互差电度角的脉冲信号（即所谓的两组正交输出信号），从而可方便地判断出旋转方向。

同时还有用作参考零位的Z相标志（指示）脉冲信号，码盘每旋转一周，只发出一个标志信号。

编码器内部pnpnpn详解说明有图⽰编码器输出信号类型⼀般情况下，从编码器的光电检测器件获取的信号电平较低，波形也不规则，不能直接⽤于控制、信号处理和远距离传输，所以在编码器内还需要对信号进⾏放⼤、整形等处理。

经过处理的输出信号⼀般近似于正弦波或矩形波，因为矩形波输出信号容易进⾏数字处理，所以在控制系统中应⽤⽐较⼴泛。

增量式光电编码器的信号输出有集电极开路输出、电压输出、线驱动输出和推挽式输出等多种信号形式。

1集电极开路输出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。

根据使⽤的晶体管类型不同，可以分为NPN集电极开路输出（也称作漏型输出，当逻辑1时输出电压为0V，如图2-1所⽰）和PNP集电极开路输出（也称作源型输出，当逻辑1时，输出电压为电源电压，如图2-2所⽰）两种形式。

在编码器供电电压和信号接受装置的电压不⼀致的情况下可以使⽤这种类型的输出电路。

图2-1 NPN集电极开路输出图2-2 PNP集电极开路输出对于PNP型的集电极开路输出的编码器信号，可以接⼊到漏型输⼊的模块中，具体的接线原理如图2-3所⽰。

注意：PNP型的集电极开路输出的编码器信号不能直接接⼊源型输⼊的模块中。

图2-3 PNP型输出的接线原理对于NPN型的集电极开路输出的编码器信号，可以接⼊到源型输⼊的模块中，具体的接线原理如图2-4所⽰。

注意：NPN型的集电极开路输出的编码器信号不能直接接⼊漏型输⼊的模块中。

图2-4 NPN型输出的接线原理电压输出型电压输出是在集电极开路输出电路的基础上，在电源和集电极之间接了⼀个上拉电阻，这样就使得集电极和电源之间能有了⼀个稳定的电压状态，如图2-5。

⼀般在编码器供电电压和信号接受装置的电压⼀致的情况下使⽤这种类型的输出电路。

图2-5电压输出型推挽式输出推挽式输出⽅式由两个分别为PNP型和NPN型的三极管组成，如图2-6所⽰。

当其中⼀个三极管导通时，另外⼀个三极管则关断，两个输出晶体管交互进⾏动作。

NPN和PNP作为开关管的设计技巧以及全系列三极管参数之吉白夕凡创作1.1 NPN与PNP的区别NPN和PNP主要是电流方向和电压正负分歧.NPN是用B—E的电流（IB）控制C—E的电流（IC）, E极电位最低, 且正常放年夜时通常C极电位最高, 即VC>VB>VE.PNP是用E—B的电流（IB）控制E—C的电流（IC）, E极电位最高, 且正常放年夜时通常C极电位最低, 即VC<VB<VE.1.2 NPN和PNP作为开关的使用三极管做开关时, 工作在截至和饱和两个状态.一般是通过控制三极管的基极电压Ub来控制三极管的导通与断开.图1 NPN与PNP工作状态PNPNPN截止Ueb<Uon Ube<Uon Ub>Uc Uc>Ub 放年夜Ueb>Uon Ube>Uon Ub>Uc Uc>Ub 饱和Ueb>Uon Ube>Uon Ub<Uc Uc<Ub表2 NPN和PNP的工作状态及条件如上图1所示, 对NPN来说, 使Ube<Uon, 三极管断开, Ube>Uon, 三极管导通, 其中一般Ue接地, 则只需控制Ub,使Ub>Uon即可使之导通.对PNP来说, 使Ueb<Uon, 三极管断开, Ueb>Uon, 三极管导通, 其中一般Uc接地, 所以要使三极管导通既要控制Ue又要控制Ub 使Ueb>Uon才行.所以一般是Ue为某个固定电压值, 只通过控制Ub来就可以控制三极管的导通与断开.比较NPN与PNP可知：NPN做开关时, 适合放在电路的接地端使用, 如图2里面Q6； PNP做开关时, 适合放在电路的电源端使用, 如图3.我们一般使用芯片I/O口来控制LED灯, I/O口的逻辑电平一般为高电平3 V左右, 低电平为0.3V左右.因此可以直接控制NPN 管开关, 如图2里面的Q6；一般不直接控制PNP管, 如图3.我们前控板设计LED的控制电路采纳如下图2的NPN三极管对地较为合适, 而且双色灯最好是使用共阳双色灯.以双色灯的控制为例, 如下图2所示图2 双色灯的控制图2中Q6,Q4是放在发光二极管的接地端只需要Ub>0.7V即可导通.图3 电源的控制图3中Q35就放在电源端, E为固定12V,只需控制B极来导通三极管.以下是普遍用法：NPN基极高电压, 集电极与发射极短路.低电压, 集电极与发射极开路.也就是不工作.PNP基极高电压.集电极与发射极开路, 也就是不工作.如果基极加低电位, 集电极与发射极短路.a.如果输入一个高电平, 而输出需要一个低电平时, 首选择npn.b.如果输入一个低电平, 而输出需要一个低电平时, 首选择pnp.c.如果输入一个低电平, 而输出需要一个高电平时, 首选择npn.d.如果输入一个高电平, 而输出需要一个高电平时, 首选择pnp.1.3 三极管使用时钳制电压的问题、图4 电源的控制如上图4, 在POWER_UP与三极管b极之间必需要串个电阻, 否则当三极管导通后, POWER_UP位置电压会被钳制在0.7V, 设计时候应当注意.。