如果您正在從事機電系統(tǒng)或機器人項目，則需要測量和控制某些零件的運動。編碼器可以幫助您完成此任務。要選擇能夠從運動部件提供正確位置反饋的設備，您應該知道哪種類型的編碼器最適合您的系統(tǒng)。

編碼器有很多選項。它們使用不同的材料和技術(shù)建造。它們的尺寸、安裝類型、精度、精度、能耗和價格也各不相同。熟悉編碼器基礎知識將幫助您做出明智的購買決定。

定義您的項目需求

編碼器增加了系統(tǒng)的復雜性。如果您的系統(tǒng)使用開環(huán)控制器運行，使用步進電機、霍爾傳感器、限位開關(guān)或接近開關(guān)，則可能不需要編碼器。但是，如果您需要閉環(huán)控制系統(tǒng)，請確保在選擇編碼器之前了解其細節(jié)和操作環(huán)境。

影響編碼器選擇的因素：

• 高、有規(guī)律或極慢的運動速度。
• 控制器接收的輸入信號的類型。
• 編碼器的安裝類型和位置（在負載上、在電機上等）。
• 所需的系統(tǒng)精度。
• 項目設計的靈活性。
• 環(huán)境條件（灰塵、水、熱、振動等）。
• 您需要的編碼器數(shù)量。
• 分配的預算。

編碼器技術(shù)類型：光學、磁性或電容式

所有編碼器都根據(jù)其制造技術(shù)分為三個不同的陣營。您的環(huán)境條件、能源需求、精度和速度要求將決定您需要哪種設置。沒有必要選擇最高分辨率的編碼器。在每種情況下，編碼器都必須與手頭的任務相匹配。工件進給系統(tǒng)在加工金屬表面時必須提供準確的定位，因此在這種情況下，高分辨率起著重要作用。

另一方面，對于速度穩(wěn)定系統(tǒng)，相對低分辨率的編碼器可用于具有相同脈沖重復率的高角速度。它們可分為實心軸編碼器和空心軸編碼器。前者通常配有連接編碼器軸和機構(gòu)（電機）軸的過渡聯(lián)軸器。

光學的

現(xiàn)代絕對式光學編碼器是一種極其復雜的設備。在設計高分辨率光學編碼器時，設計人員面臨著許多相互沖突的因素，這些因素極大地影響了編碼器的長期精度和可靠性。光學編碼器提供非常高的分辨率和精度，以及卓越的動態(tài)性能，適用于具有強磁場的區(qū)域。

由于編碼器盤的旋轉(zhuǎn)是一個完全機械的過程，因此在設備暫時斷電的情況下，這些設備不會丟失絕對位置信息。不需要備用電池。

磁

磁編碼器使用磁場技術(shù)檢測角位置。安裝在編碼器軸上的永磁體產(chǎn)生磁場，該磁場由傳感器測量，該傳感器產(chǎn)生唯一的絕對位置值。磁性編碼器可靠、耐用且結(jié)構(gòu)緊湊。與光學編碼器相比，無電池、無齒輪設計提供機械簡單性和更低的成本。其緊湊的尺寸使其能夠在非常狹窄的空間中使用。

• 在灰塵或濕度過高的惡劣環(huán)境中表現(xiàn)良好。
• 消耗更少的能源。
• 可能受到雜散磁場的影響。
• 可能需要磁屏蔽以提供準確的讀數(shù)。

電容的

電容式編碼器施加參考信號來檢測電容的變化。它通常由夾在固定發(fā)射器和固定接收器之間的轉(zhuǎn)子組成。高頻電流流過轉(zhuǎn)子。每次旋轉(zhuǎn)時，它都會根據(jù)可預測的模式扭曲交流電場。調(diào)制后的信號由接收器轉(zhuǎn)換為一系列脈沖并傳遞給控制器。

• 消耗最少的能量。
• 提供準確、高分辨率的測量。
• 在困難的環(huán)境中表現(xiàn)相當好。
• 對靜電積聚敏感。
• 工作速度低于光學編碼器。

測量類型：增量、絕對或偽絕對

編碼器以兩種不同的方式捕獲和報告位置數(shù)據(jù)：增量和絕對。還有一個混合選項。

增量

增量編碼器在其輸出端產(chǎn)生一系列脈沖，該脈沖被饋送到計數(shù)器或其他接收器，并計算脈沖或邊沿的數(shù)量。上電后，測量的位置是未知的，因為增量編碼器輸出只有關(guān)于增量位置的信息。通電后，將啟動歸位程序，將計數(shù)與機器或機器坐標系的原點聯(lián)系起來。

系統(tǒng)進行試動并找到一些零參考點。在通過這些點的那一刻，設置了對坐標原點的引用。在此之后，來自編碼器輸出的脈沖計數(shù)可以準確地確定執(zhí)行器的位置，但前提是高脈沖速率或干擾允許這樣做。增量編碼器輸出的脈沖計數(shù)失敗會導致運動誤差，導致整個系統(tǒng)無法運行，并且至少需要重新計數(shù)。

絕對

從這種編碼器的輸出信息中，無論其電源是否已關(guān)閉，都可以判斷其轉(zhuǎn)子的位置。單圈和多圈絕對編碼器是有區(qū)別的。

單圈絕對編碼器將編碼器軸的旋轉(zhuǎn)角度轉(zhuǎn)換為數(shù)字代碼。旋轉(zhuǎn)中的每個位置都有不同的代碼值。數(shù)字代碼可以采用多種形式：并行代碼（二進制、二進制十進制、格雷碼等）和順序碼，其中位置信息包含在編碼器輸出端生成的數(shù)字消息中（例如 SSI、BiSS、CAN Open 等）。

多圈絕對編碼器不僅在一圈內(nèi)生成位置信息，而且還計算編碼器軸的全旋轉(zhuǎn)次數(shù)。存儲在其內(nèi)存中的完整圈數(shù)可以高達數(shù)十萬。數(shù)字代碼的表示形式是串行和/或并行代碼。

在伺服驅(qū)動器中，多圈絕對值編碼器通常與外部電池結(jié)合使用，外部電池連接到該編碼器上的特殊端子。如果沒有電池，驅(qū)動器位置內(nèi)存在電源故障后丟失。這種沒有電池的編碼器用作增量編碼器。

結(jié)論

現(xiàn)在您已經(jīng)熟悉了編碼器的作用、它們的基本類型、差異、優(yōu)缺點，請使用此信息查找適合您項目的編碼器。如果您在選擇過程中有其他問題或需要幫助，請隨時聯(lián)系賣家。