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類型分類：: 科普知識

數據分類：: 編碼器

旋轉編碼器常識

發布日期：2022-10-09 點擊率：60

一、旋轉編碼器的原理和特征：
旋轉編碼器是集光機電技能于一體的速度位移傳感器。當旋轉編碼器軸股動光柵回旋改動轉時，經發光元件宣告的光被光柵盤狹縫切開成斷續光線，并被接納元件接納發作初始信號。該信號經后繼電路處理后，輸出脈沖或代碼信號。其特征是體積小，重量輕，種類多，功用全，頻響高，分辯才華高，力矩小，耗能低，功用安穩，牢靠運用壽數長等特征。
1、增量式編碼器
增量式編碼器軸旋轉時，有相應的相位輸出。其旋轉方向的差異和脈沖數量的增減，需憑仗后部的判向電路和計數器來完畢。其計數起點可恣意設定，并可完畢多圈的無限累加和丈量。還能夠把每轉宣告一個脈沖的Z信號，作為參看機械零位。當脈沖已固定，而需求跋涉分辯率時，可運用帶90度相位差A，B的兩路信號，對原脈沖數進行倍頻。

　
2、必定值編碼器
必定值編碼器軸旋轉器時，有與方位逐個對應的代碼（二進制，BCD碼等）輸出，從代碼巨細的改動即可差異正反方向和位移地址的方位，而無需判向電路。它有一個必定零位代碼，當停電或關機后再開機從頭丈量時，仍可精確地讀出停電或關機方位地代碼，并精確地找到零位代碼。一般狀況下必定值編碼器的丈量計劃為0～360度，但分外類型也可完畢多圈丈量。

3、正弦波編碼器
正弦波編碼器也歸于增量式編碼器，首要的差異在于輸出信號是正弦波仿照量信號，而不是數字量信號。它的呈現首要是為了滿意電氣范疇的需求－用作電動機的反響查看元件。在與其它體系比照的根底上，咱們需求跋涉動態特性時能夠選用這種編碼器。
為了確保超卓的電機操控功用，編碼器的反響信號有必要能夠供應許多的脈沖，分外是在轉速很低的時分，選用傳統的增量式編碼器發作許多的脈沖，從許多方面來看都有疑問，當電機高速旋轉（6000rpm）時，傳輸和處理數字信號是艱難的。在這種狀況下，處理給伺服電機的信號所需帶寬（例如編碼器每轉脈沖為10000）將很簡略地逾越MHz門限；而另一方面選用仿照信號大大削減了上述費事，并有才華仿照編碼器的許多脈沖。這要謝謝正弦和余弦信號的內插法，它為旋轉視點供應了核算辦法。這種辦法能夠取得根柢正弦的高倍添加，例如可從每轉1024個正弦波編碼器中，取得每轉逾越1000，000個脈沖。承受此信號所需的帶寬只需稍稍大于100KHz即已滿意。內插倍頻需由二次體系完畢。
二、輸出信號
1、信號序列
一般編碼器輸出信號除A、B兩相（A、B兩通道的信號序列相位差為90度）外，每轉一圈還輸出一個零位脈沖Z。。
當主軸以順時針方向旋轉時，按下圖輸出脈沖，A通道信號坐落B通道之前；當主軸逆時針旋轉時，A通道信號則坐落B通道往后。然后由此差異主軸是正轉仍是回轉。

正弦輸出編碼器輸出的差分信號如下圖所示：

2、零位信號
編碼器每旋轉一星期發一個脈沖，稱之為零位脈沖或標識脈沖，零位脈沖用于抉擇零方位或標識方位。要精確丈量零位脈沖，不管旋轉方向，零位脈沖均被作為兩個通道的高位組合輸出。由于通道之間的相位差的存在，零位脈沖僅為脈沖長度的一半。
3、預警信號
有的編碼器還有報警信號輸出，能夠對電源缺陷，發光二極管缺陷進行報警，以便用戶及時替換編碼器。
三、輸出電路
1、NPN電壓輸出和NPN集電極開路輸出線路
　　此線路僅有一個NPN型晶體管和一個上拉電阻構成，因而當晶體管處于靜態時，輸出電壓是電源電壓，它在電路上相似于TTL邏輯，因而能夠與之兼容。在有輸出時，晶體管豐滿，輸出轉為0VDC的低電平，反之由零跳向正電壓。
跟著電纜長度、傳遞的脈沖頻率、及負載的添加，這種線路辦法所受的影響隨之添加。因而要抵達抱負的運用作用，應當對這些影響加以思考。集電極開路的線路吊銷了上拉電阻。這種辦法晶體管的集電極與編碼器電源的反響線是互不相干的，因而能夠取得與編碼器電壓紛歧樣的電流輸出信號。

2、PNP和PNP集電極開旅程路
該線路與NPN線路是一樣，首要的紛歧樣是晶體管，它是PNP型，其發射極強行接到正電壓，假定有電阻的話，電阻是下拉型的，聯接到輸出與零伏之間。

3、推挽式線路
　　這種線路用于跋涉線路的功用，使之高于前述各種線路。實習上，NPN電壓輸出線路的首要綁縛性是由于它們運用了電阻，在晶體管封閉時體現出比晶體管高得多的阻抗，為打敗些這缺陷，在推挽式線路中額定接入了另一個晶體管，這么不管是正方向仍是零方向改換，輸出都是低阻抗。推挽式線路跋涉了頻率與特性，有利于更長的線路數據傳輸，即使是高速率時也是如此。信號豐滿的電平依然堅持較低，但與上述的邏輯比照，有時較高。任何狀況下推挽式線路也都可運用于NPN或PNP線路的接納器。

4、長線驅動器線路
當作業環境需求隨電氣煩擾或編碼器與接納體系之間存在很長
的間隔時，可選用長線驅動器線路。數據的發送和接納在兩個互補
的通道中進行，所以煩擾遭到按捺（煩擾是由電纜或相鄰設備致使的）。這種煩擾可當作“共模煩擾”。此外，總線驅動器的發送和接納都是以差動辦法進行的，或許說互補的發送通道上是電壓的差。因而對共模煩擾它不是第三者，這種傳送辦法在選用DC5V體系時能夠為與RS422兼容；在分外芯片時，電源可達DC24V，能夠在惡劣的條件（電纜長，煩擾劇烈等）下運用。

5、差動線路
差動線路用在具有正弦長線驅動器的仿照編碼器中，這時，央求信號的傳送不受煩擾。像長線驅動器線路那樣，關于數字信號發作兩個相位相差180度的信號。這種線路特意設置了120歐姆的特有線路阻抗，它與接納器的輸入電阻相平衡，而接納器有必要有持平的負載阻抗。一般，在互補信號之間并聯連,120歐姆的終端電阻就抵達了這種意圖。