编码器基础知识：选择正确的类型

如果您正在从事机电系统或机器人项目，则需要测量和控制某些零件的运动。编码器可以帮助您完成此任务。要选择能够从运动部件提供正确位置反馈的设备，您应该知道哪种类型的编码器最适合您的系统。

编码器有很多选项。它们使用不同的材料和技术建造。它们的尺寸、安装类型、精度、精度、能耗和价格也各不相同。熟悉编码器基础知识将帮助您做出明智的购买决定。

定义您的项目需求

编码器增加了系统的复杂性。如果您的系统使用开环控制器运行，使用步进电机、霍尔传感器、限位开关或接近开关，则可能不需要编码器。但是，如果您需要闭环控制系统，请确保在选择编码器之前了解其细节和操作环境。

影响编码器选择的因素：

• 高、有规律或极慢的运动速度。
• 控制器接收的输入信号的类型。
• 编码器的安装类型和位置（在负载上、在电机上等）。
• 所需的系统精度。
• 项目设计的灵活性。
• 环境条件（灰尘、水、热、振动等）。
• 您需要的编码器数量。
• 分配的预算。

编码器技术类型：光学、磁性或电容式

所有编码器都根据其制造技术分为三个不同的阵营。您的环境条件、能源需求、精度和速度要求将决定您需要哪种设置。没有必要选择最高分辨率的编码器。在每种情况下，编码器都必须与手头的任务相匹配。工件进给系统在加工金属表面时必须提供准确的定位，因此在这种情况下，高分辨率起着重要作用。

另一方面，对于速度稳定系统，相对低分辨率的编码器可用于具有相同脉冲重复率的高角速度。它们可分为实心轴编码器和空心轴编码器。前者通常配有连接编码器轴和机构（电机）轴的过渡联轴器。

光学的

现代绝对式光学编码器是一种极其复杂的设备。在设计高分辨率光学编码器时，设计人员面临着许多相互冲突的因素，这些因素极大地影响了编码器的长期精度和可靠性。光学编码器提供非常高的分辨率和精度，以及卓越的动态性能，适用于具有强磁场的区域。

由于编码器盘的旋转是一个完全机械的过程，因此在设备暂时断电的情况下，这些设备不会丢失绝对位置信息。不需要备用电池。

磁

磁编码器使用磁场技术检测角位置。安装在编码器轴上的永磁体产生磁场，该磁场由传感器测量，该传感器产生唯一的绝对位置值。磁性编码器可靠、耐用且结构紧凑。与光学编码器相比，无电池、无齿轮设计提供机械简单性和更低的成本。其紧凑的尺寸使其能够在非常狭窄的空间中使用。

• 在灰尘或湿度过高的恶劣环境中表现良好。
• 消耗更少的能源。
• 可能受到杂散磁场的影响。
• 可能需要磁屏蔽以提供准确的读数。

电容的

电容式编码器施加参考信号来检测电容的变化。它通常由夹在固定发射器和固定接收器之间的转子组成。高频电流流过转子。每次旋转时，它都会根据可预测的模式扭曲交流电场。调制后的信号由接收器转换为一系列脉冲并传递给控制器。

• 消耗最少的能量。
• 提供准确、高分辨率的测量。
• 在困难的环境中表现相当好。
• 对静电积聚敏感。
• 工作速度低于光学编码器。

测量类型：增量、绝对或伪绝对

编码器以两种不同的方式捕获和报告位置数据：增量和绝对。还有一个混合选项。

增量

增量编码器在其输出端产生一系列脉冲，该脉冲被馈送到计数器或其他接收器，并计算脉冲或边沿的数量。上电后，测量的位置是未知的，因为增量编码器输出只有关于增量位置的信息。通电后，将启动归位程序，将计数与机器或机器坐标系的原点联系起来。

系统进行试动并找到一些零参考点。在通过这些点的那一刻，设置了对坐标原点的引用。在此之后，来自编码器输出的脉冲计数可以准确地确定执行器的位置，但前提是高脉冲速率或干扰允许这样做。增量编码器输出的脉冲计数失败会导致运动误差，导致整个系统无法运行，并且至少需要重新计数。

绝对

从这种编码器的输出信息中，无论其电源是否已关闭，都可以判断其转子的位置。单圈和多圈绝对编码器是有区别的。

单圈绝对编码器将编码器轴的旋转角度转换为数字代码。旋转中的每个位置都有不同的代码值。数字代码可以采用多种形式：并行代码（二进制、二进制十进制、格雷码等）和顺序码，其中位置信息包含在编码器输出端生成的数字消息中（例如 SSI、BiSS、CAN Open 等）。

多圈绝对编码器不仅在一圈内生成位置信息，而且还计算编码器轴的全旋转次数。存储在其内存中的完整圈数可以高达数十万。数字代码的表示形式是串行和/或并行代码。

在伺服驱动器中，多圈绝对值编码器通常与外部电池结合使用，外部电池连接到该编码器上的特殊端子。如果没有电池，驱动器位置内存在电源故障后丢失。这种没有电池的编码器用作增量编码器。

结论

现在您已经熟悉了编码器的作用、它们的基本类型、差异、优缺点，请使用此信息查找适合您项目的编码器。如果您在选择过程中有其他问题或需要帮助，请随时联系卖家。