编码器的分类

光电编码器分类及作用光电编码器是一种通过光电转换将输出轴的机械几何位移量转换为脉冲或数字量的传感器，主要由光源、码盘、光学系统及电路4部分组成，光电编码器主要有增量式编码器、绝对式编码器、混合式绝对值编码器、旋转变压器、正余弦伺服电机编码器等，其中增量式编码器、绝对式编码器、混合式绝对值编码器属于数字量编码器，旋转变压器、正余弦伺服电机编码器属于模拟量编码器．一、增量式编码器增量式编码器可以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，通过计数设备来知道其位置．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°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。

标志脉冲通常用来指示机械位置或对积累量清零。

二、绝对式编码器绝对式编码器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。

其位置是由输出代码的读数确定的。

当电源断开时，绝对型编码器并不与实际的位置分离。

重新上电时，位置读数仍是当前的。

绝对编码器能够直接进行数字量大的输出，在码盘上会有若干的码道，码道数就是二进制位数。

在每条码道上都会由透光与不透光的扇形区域组成，通过采用光电传感器对信号进行采集。

在码盘两侧分别设置有光源和光敏元件，这样光敏元件则能够根据是否接受到光信号进行电平的转换，输出二进制数。

并且在不同位置输出不同的数字码。

从而可以检测绝对位置。

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。

绝对值编码器的输出形式
• 同步串行界面（SSI）输出： 串行输出就是数据集中在一组电缆上传输，通过约定，在 时间上有先后时序的数据输出，这种约定称为通讯规约。 • 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和绝对值多 圈编码器都是用串行输出的。
绝对值编码器的输出形式
旋转变压器
旋转变压器又称分解器，是一种控制用的微电机， 它将机械转角变换成与该转角呈某一函数关系的电信 号的一种间接测量装置。
旋转变压器的原理
旋转变压器是一种输出电压随转子转角变化的信号 元件。当励磁绕组以一定频率的交流电压励磁时，输出 绕组的电压幅值与转子转角成正弦或余弦函数关系，或 保持某一比例关系，或在一定转角范围内与转角成线性 关系
1
2 旋转变压器的定子和转子之间的磁通分布符合正弦规 律，因此当激磁电压加到定子绕组上时，通过电磁耦合， 转子绕组产生感应电动势，如图4-9所示。其输出电压的 大小取决于转子的角向位置，即随着转子偏移的角度呈 正弦变化。由变压器原理，设原边绕组匝数为N1，副边 绕组匝数为N2，k=N1/N2为变压比，当原边输入交变电 压
编码器的分类
编码器
模拟量编码器 数字编码器
增量编码器
旋转变压器 Sin/Cos 编码器
_ _ _ A, A, B, B, C, C
绝对值编码器 格雷码 二进制码
数字型编码器原理
1） 利用光电耦合器扫描安装在机械轴上的分割成断的圆盘 。 机械代码被转换为成比例的电气脉冲信号。
数字式编码器的原理
2） 光源（一般为LED）会向接收器（可能 是一 个光电二极管）发出一道狭窄的光束。光源和 接收器都被严格安装在旋转连接轴承的静止部 位。编码器是一个带有透明开口或小窗的遮光 圆盘，被安装在轴承的转动部位。

b.绝对式编码器特点
绝对式编码器有与位置相对应的代码输出，通常为二进制码或BCD码。从代码数大小的变化可以判别正反方向和位移所处的位置，绝对零位代码还可以用于停电位置记忆。绝对式编码器的测量范围常规为0—360度。
增量型旋转编码器
轴的每圈转动，增量型编码器提供一定数量的脉冲。周期性的测量或者单位时间内的脉冲计数可以用来测量移动的速度。如果在一个参考点后面脉冲数被累加，计算值就代表了转动角度或行程的参数。双通道编码器输出脉冲之间相差为90º。能使接收脉冲的电子设备接收轴的旋转感应信号，因此可用来实现双向的定位控制；另外，三通道增量型旋转编码器每一圈产生一个称之为零位信号的脉冲。
从单圈绝对值编码器到多圈绝对值编码器
单圈绝对值编码器，以转动中测量光电码盘各道刻线，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，称为单圈绝对值编码器。要测量旋转超过360度范围，就要用到多圈绝对值编码器。
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，它同样是每个位置编码唯一不重复的，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，而大大简化了输出、串行输出、总线型输出、变送一体型输出等，单圈低位数的编码器一般用并行信号输出，而高位数的和多圈的编码器输出信号不用并行信号（并行信号连接线多，易错码易损坏），一般为串行或总线型输出。其中串行最常用的是时钟同步串联信号（SSI）；总线型最常用的是PROFIBUS-DP型，其他的还有DeviceNet, CAN, Interbus, CC-link等；变送一体型输出使用方便，但精度有所牺牲。

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。

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。

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。

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。

编码器分类1、按信号的原理分：增量式编码器、肯定式编码器、混合式编码器1）增量式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90，从而可便利地推断出旋转方向，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洁，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰力量强，牢靠性高，适合于长距离传输。

其缺点是无法输出轴转动的肯定位置信息。

2）肯定式编码器利用自然二进制或循环二进制（格雷码）方式进行光电转换的。

肯定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，肯定编码器可有若干编码，依据读出码盘上的编码，检测肯定位置。

编码的设计可采纳二进制码、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肯定值；（2）没有累积误差；（3）电源切除后位置信息不会丢失。

但是辨别率是由二进制的位数来打算的，也就是说精度取决于位数，目前有10位、14位等多种。

3）混合式肯定值编码器它输出两组信息：一组信息用于检测磁极位置，带有肯定信息功能；另一组则完全同增量式编码器的输出信息。

肯定值编码器是一种直接编码和直接测量的检测装置。

它能指示肯定值位置，没有累积误差，电源切除后，位置信息不丢失。

常用的编码器有编码盘和编码尺，统称为码盘。

从编码器的使用记数来分类，有二进制编码、二进制循环码（葛莱码）、二-十进制码等编码器。

从结构原理分类，有接触式、光电式和电磁式等几种。

混合式肯定值编码器就是把增量制码与肯定制码同做在一块码盘上。

在圆盘的最外圈是高密度的增量条纹，中间有四个码道组成肯定式的四位葛莱码，每1/4同心圆被葛莱码分割成16个等分段。

该码盘的工作原理是三极记数：粗、中、精计数。

码盘转的转数由对“一转脉冲”的计数表示。

在一转以内的角度位置有葛莱码的4*16不同的数值表示。

每1/4圆葛莱码的细分有最外圆的增量码完成。

增量式光电编码器：测速，测转动方向，测移动角度、距离(相对)。

光电编码器分类和选择编码器Encoder为传感器(Sensor)类的一种，主要用来侦测机械运动的速度、位置、角度、距离或计数，除了应用在产业机械外，许多的马达控制如伺服马达、BLDC伺服马达均需配备编码器以供马达控制器作为换相、速度及位置的检出所以应用范围相当广泛。

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，分为增量式编码器和绝对式编码器。

光电编码器是利用光栅衍射原理实现位移—数字变换的，从50年代开始应用于机床和计算仪器，因其结构简单、计量精度高、寿命长等优点，在国内外受到重视和推广，在精密定位、速度、长度、加速度、振动等方面得到广泛的应用。

a.增量式编码器特点：增量式编码器转轴旋转时，有相应的脉冲输出，其计数起点任意设定，可实现多圈无限累加和测量。

编码器轴转一圈会输出固定的脉冲，脉冲数由编码器光栅的线数决定。

需要提高分辨率时，可利用 90 度相位差的 A、B 两路信号进行倍频或更换高分辨率编码器。

b. 绝对式编码器特点绝对式编码器有与位置相对应的代码输出，通常为二进制码或 BCD 码。

从代码数大小的变化可以判别正反方向和位移所处的位置，绝对零位代码还可以用于停电位置记忆。

绝对式编码器的测量范围常规为 0—360 度。

增量型旋转编码器轴的每圈转动，增量型编码器提供一定数量的脉冲。

周期性的测量或者单位时间内的脉冲计数可以用来测量移动的速度。

如果在一个参考点后面脉冲数被累加，计算值就代表了转动角度或行程的参数。

双通道编码器输出脉冲之间相差为90º。

能使接收脉冲的电子设备接收轴的旋转感应信号，因此可用来实现双向的定位控制；另外，三通道增量型旋转编码器每一圈产生一个称之为零位信号的脉冲。

增量型绝对值旋转编码器绝对值编码器为每一个轴的位置提供一个独一无二的编码数字值。

特别是在定位控制应用中，绝对值编码器减轻了电子接收设备的计算任务，从而省去了复杂的和昂贵的输入装置：而且，当机器合上电源或电源故障后再接通电源，不需要回到位置参考点，就可利用当前的位置值。

编码器工作原理及型号分类编码器是一种将输入信息转换为特定输出形式的装置。

它主要用于数码通信、控制系统、无线通信等领域。

编码器的工作原理是将输入信息进行标准化的编码处理，以便于传输、存储或处理。

编码器可以根据不同的编码方式和输出形式进行分类。

根据编码方式的不同，编码器可分为数字编码器和模拟编码器。

数字编码器将输入信号转换为数字形式的编码输出，而模拟编码器则将输入信号转换为模拟形式的编码输出。

数字编码器常见的分类方式有以下几种：1.绝对编码器：绝对编码器将每一个输入位置映射到一个唯一的编码输出，无需进行位置标定或零位校准。

绝对编码器常用于需要高精度和高速度定位的系统中。

2.增量编码器：增量编码器将位置变化表示为脉冲序列，通过计算脉冲数量判断位置的变化。

增量编码器相对于绝对编码器来说成本更低，但需要进行零位校准。

3. Gray编码器：Gray编码器将每个相邻位置的编码只有一个位数不同，避免了因为位置变化引起多位编码同时变化的问题。

Gray编码器常用于需要防止位置识别误差的系统中。

4.自适应编码器：自适应编码器根据输入信号的特性自动选择最佳的编码方式。

它可以根据输入信号的范围和精度要求，灵活地调整编码方式。

模拟编码器主要分为角度编码器和位移编码器。

角度编码器将角度信号转换为模拟的编码输出，常见的种类有光学角度编码器、磁性角度编码器等。

位移编码器将位移信号转换为模拟的编码输出，常见的种类有电容位移编码器、磁性位移编码器等。

编码器的选择根据具体应用场景和需求进行。

在选择编码器时需要考虑的因素包括精度要求、速度要求、传输距离、环境条件等。

常见的编码器型号有CUI Inc.的AMT系列绝对磁性编码器、Banner Engineering的QMH26和QMH40系列绝对光学编码器、Honeywell的CDW系列增量式编码器等。

总之，编码器是一种将输入信息转换为特定输出形式的装置，可以根据编码方式和输出形式进行分类。

编码器分类及工作原理编码器是一种常用的电子设备，用于将模拟信号或数字信号转换为特定编码格式的信号，以便传输、存储或处理。

根据其分类和工作原理的不同，编码器可以分为以下几种类型：1. 数字编码器：数字编码器将模拟信号转换为数字信号，常见的数字编码器有模数转换器（ADC）和带通滤波器。

ADC将连续变化的模拟信号转换为数字形式，通常通过采样和量化来实现。

带通滤波器则用于从连续模拟信号中提取特定频段的信号。

2. 脉冲编码器：脉冲编码器将输入信号转换为脉冲序列。

它通常使用不同的脉冲宽度、脉冲间隔或脉冲位置来表示不同的输入信号。

常见的脉冲编码器有脉冲编码调制（PCM）和脉冲位置调制（PPM）等。

3. 压缩编码器：压缩编码器将输入信号进行压缩，以减少数据的存储空间或传输带宽。

压缩编码器使用各种算法和技术，如无损压缩和有损压缩，以实现高效的数据压缩。

4. 视频编码器：视频编码器是一种专门用于处理视频信号的编码器。

它将视频信号转换为数字格式，并使用特定的视频编码算法，如H.264、MPEG-2等，对视频数据进行压缩和编码。

5. 音频编码器：音频编码器将音频信号转换为数字格式，并使用特定的音频编码算法，如MP3、AAC等，对音频数据进行压缩和编码。

编码器的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 信号采集：编码器通过传感器或输入接口采集输入信号，可以是模拟信号或数字信号。

2. 信号处理：采集到的信号经过预处理，如滤波、放大、抽样等，以满足编码器的要求。

3. 信号编码：编码器根据所采用的编码算法，将输入信号转换为特定的编码格式。

编码过程可以包括量化、编码表查找、差分编码等操作。

4. 编码输出：编码后的信号以数字形式输出，可以传输给其他设备、存储到介质中或进行进一步处理。

编码器在许多领域中广泛应用，如通信、音视频处理、数据存储和传输等。

它们通过将信号转换为特定的编码格式，提高了信号的传输效率、存储空间利用率和处理速度，对现代电子技术的发展起到了重要作用。

编码器的工作原理编码器是一种数字电子器件，其工作原理是将输入信号转换为对应的数字编码输出。

它在通信系统、自动控制、数字电路和计算机系统等领域中得到广泛应用。

本文将介绍编码器的工作原理以及常见的编码器类型。

一、编码器的工作原理：1.信号采样：在编码器中，输入信号通常是模拟信号或数字信号。

在信号采样阶段，输入信号会被周期性地采样，将连续的信号转换为离散的信号。

采样的频率取决于实际应用的要求以及系统的采样率。

2.编码处理：在信号采样后，采样的信号需要被编码成数字形式的编码输出。

编码过程是将离散信号映射为二进制编码的过程。

编码器根据特定的编码规则将信号的不同状态映射为二进制编码。

常见的编码规则有格雷码、二进制编码等。

二、编码器的分类：编码器根据信号特性和应用领域的不同，可以分为多种类型。

常见的编码器有以下几种。

1.绝对值编码器：绝对值编码器将每个位置上的输入信号映射为唯一的编码输出。

常见的绝对值编码器有二进制编码器和格雷码编码器。

二进制编码器将每个位置上的输入信号映射为二进制数，例如4位二进制编码器可以表示0-15的数字。

格雷码编码器是一种独特的编码方式，相邻的任意两个编码仅有一个位数发生变化，以减少误差和问题。

2.相对值编码器：相对值编码器将信号的变化状态编码为相对于前一状态的变量。

常见的相对值编码器有增量式编码器和霍尔效应编码器。

增量式编码器将每个位置上的输入信号与上一状态进行比较，以计算输出信号的变化量。

霍尔效应编码器通过利用霍尔传感器感测磁场的变化来实现编码。

三、编码器的应用：1.通信系统：在通信系统中，编码器用于将模拟信号转换为数字信号，以便传输和处理。

例如，音频编码器用于将声音信号编码为数字信号，以便在数字音频播放器和计算机上播放。

2.自动控制系统：在自动控制系统中，编码器用于检测和测量旋转的位置和速度。

例如，在机械系统中，旋转编码器用于测量电机的角度和速度，并将其转换为数字信号，以便控制系统对电机进行精确控制。

编码器的分类
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.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。

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。

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。

编码器
4位
二 进 制 代 码
编码器的原理与分类
8421BCD码编码表 输出 输 Y3 Y2 Y1 Y0 入 0 (I0) 0 0 0 0 1 (I1) 0 0 0 1 2 (I2) 0 0 1 0 3 (I3) 0 0 1 1 4 (I4) 0 1 0 0 5 (I5) 0 1 0 1 6 (I6) 0 1 1 0 7 (I7) 0 1 1 1 8 (I8) 1 0 0 0 9 (I9) 1 0 0 1
编码器的原理与分类
(4) 画出逻辑图 Y2
≥1
Y1
≥1
Y0
≥1
7R
三位二进制编码器的输入端有八个，输出端是三个， 故集成三位二进制编码器称为8—3线编码器
编码器的原理与分类
2 二——十进制编码器 将十进制数 0~9 编成二进制代码的电路
高 低 电 平 信 号
10个
编码器的原理与分类
(2)编码表： 输入 输出
Y2 Y1 Y0
I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7
0 0 0 0 1 1 0 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1
1 0 1 1 0 1
编码器的原理与分类
(3) 写出逻辑式
Y0 = I1+ I3+ I5+ I7
Y1 = I2+I3+I6+I7 Y 2 = I 4 + I 5 + I 6 +I 7
高 低 电 平 信 号
2n个
n位
编码器
二 进 制 代 码
编码器的原理与分类
例如，三位二进制代码有八种组合，因而可以 表示八个信号。将这八个信号进行编码的电路 就是三位二进制编码器。

增量式编码器的输出示意图
增量式编码器的连接原理
1 单相连接 用与单方向计数,单向测速 2 A B两相连接,用于正反向计数，用于判断正反方 向和测速 3 A B C 三相连接用于带参考位修正的判断测速 4 A -A B -B C -C连接，由于带有对称的负信 号连接电流对电缆的磁场贡献为零，衰减最小， 抗干扰较强，可以进行长距离输出
光栅尺编码器
光栅位移传感器的工作原理，是由一对光栅副中 的主光栅（即标尺光栅）和副光栅（即指示光栅） 进行相对位移时，在光的干涉与衍射共同作用下产 生黑白相间（或明暗相间）的规则条纹图形，称之 为莫尔条纹。经过光电器件转换使黑白（或明暗） 相同的条纹转换成正弦波变化的电信号，再经过放 大器放大，整形电路整形后，得到两路相差为90o 的正弦波或方波，送入光栅数显表计数显示。
机械方面：
安装时注意允许的轴负载 应保证编码器轴与用户输出轴的不同轴度＜ 0.20mm，与轴线的偏角＜1.5° 安装时严禁敲击和摔打碰撞，以免损坏轴系 和码盘 长期使用时，定期检查固定编码器的螺钉是 否松动 （每季度一次）
编码器安装方式
编码器在扩展轴上
绝对编码器
通用编码器安装在扩展轴上
如何进行正反向判断
因为A B两相相差90度，可以通过判断A相 在先还是B相在先，从而判断正转还是反转
如何进行正反向判断逻辑图
如何进行零位校正
编码器脉冲在传输过程中，可能因为某些 原因（如干扰）产生脉冲信号丢失，导致 传输误差，此时就需要对其进行及时修正 零位信号 C 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，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。

三、编码器的常用术语
6
1、输出脉冲数/转 旋转编码器转一圈所输出的脉冲数，对于光学式旋转编码器，通常与旋 转编码器内部光栅的槽数相同（也可在电路上使输出脉冲数增加到槽数的 2倍4倍）。 2、分辨率 分辨率表示旋转编码器的主轴旋转一周，读出位臵数据的最大等分数。 绝对值型不以脉冲形式输出，而以代码形式表示当前主轴位臵（角度）。 与增量型不同，相当于增量型的“输出脉冲/转”。 3、光栅 光学式旋转编码器，其光栅有金属和玻璃两种。如是金属制的，开有通 光孔槽；如是玻璃制的，是在玻璃表面涂了一层遮光膜，在此上面设有透 明线条（槽）。槽数少的场合，可在金属圆盘上用冲床加工或腐蚀法开槽。 在耐冲击型编码器上使用了金属的光栅。玻璃制的与金属制的光栅相比不 耐冲击，因此在使用上请注意，不要将冲击直接施加于编码器上。
14 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。编码器的最大响应频率、分辨率和最 高转速之间的关系如公式（1-1）所示。
f max

Rmax
N
60
1-1
f 为最大响应频率， Rmax 其中，max 为最高转速、N 为分辨率。 另外，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。这里编码器的输出信号电路不再详述， 感兴趣的可在其他时间交流学习。
18 工作时，码盘的一侧放臵电源，另一边放臵光电接受装臵，每个码道都 对应有一个光电管及放大、整形电路。码盘转到不同位臵，光电元件接受 光信号，并转成相应的电信号，经放大整形后，成为相应数码电信号。但 由于制造和安装精度的影响，当码盘回转在两码段交替过程中，会产生读 数误差。例如，当码盘顺时针方向旋转，由位臵“0111”变为“1000”时， 这四位数要同时都变化，可能将数码误读成16 种代码中的任意一种，如读 成1111、1011、1101、…0001 等，产生了无法估计的很大的数值误差，这 种误差称非单值性误差。 为了消除非单值性误差，一般采用循环码盘，如图2-2（图a）。 循环码习惯上又称格雷码，它也是一种二进制编码，只有“0”和“1” 两个数。图b所示为四位二进制循环码。这种编码的特点是任意相邻的两 个代码间只有一位代码有变化，即“0”变为“1”或“1”变为“0”。因 此，在两数变换过程中，所产生的读数误差最多不超过“1”，只可能读 成相邻两个数中的一个数。所以，它是消除非单值性误差的一种有效方法。 表2-1为几种自然二进制码与格雷码的对照表：

常见编码器分类及特点按照运动部件的运动方式来分：1、旋转式（容易做成封闭式、小型化。

可以借助机械机构变换成直线运动，如丝杠）2、直线式（实际中应用很少）旋转编码器从脉冲对应位置（角度）的关系来分：1、增量式编码器2、绝对式编码器3、伪绝对式编码器增量式编码器：分辨率单位为PPR（pulse per revolution）如2500PPR，说明分辨率为每圈2500个脉冲，即360°对2500个脉冲。

假如伺服电机要相对原位置转270°，需要2500×270/360=1875个脉冲。

增量式编码器只控制相对位移量，容易造成误差累积。

断电后会造成当前位置信息丢失。

重新上电后需执行回原点（定位控制参考点）操作。

绝对式编码器：分辨率单位为Bit如17Bit，相当于360°被等分成2的17次方份。

转轴的任意位置都能读出一个固定的、与位置相对应二进制编码（二进制码、格雷码、BCD 码等）。

断电后位置不会丢失，无累积误差。

绝对式编码器只能在单圈范围（360°以内）进行位置检测，后来的多圈编码器（带表示转动圈数的码盘）解决了该问题。

多圈编码器在安装时不必费劲找零点，将某一中间位置作为起始点即可。

绝对式编码器输出的多位数码，其与PLC连接有并行输出（接到PLC输入口，一位数据一线）、串行输出两种。

伪绝对式编码器：在日系伺服控制系统里比较常见。

中心码盘仍然是增量式，在此基础上仿造多圈绝对式编码器增加了记录中心码盘旋转圈数的附加码盘。

位置数据：圈数、增量脉冲数。

需加后备电池和存储器。

在首次开机、电池未及时更换、传输线断开时都必须重新进行一次原点回归（对零点脉冲固定）操作。