旋转编码器的输出电路以及常用术语介绍
《旋转编码器培训》PPT课件
一、产品定义 二、工作原理 三、系统方框图 四、产品分类 五、信号输出方式 六、产品选型 七、产品选型注意事项 八、适用范围 九、同类产品市场分化 十﹑专业术语解读
一﹑产品定义
定义：旋转编码器是一种采用光电或磁电方法将轴的机械 转角转换成数字或模拟电信号输出的传感器件。
按照信号读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种 ①接触式采用电刷输出，电刷接触导电区或绝缘区来表示 代码的状态是“１”还是“０”。 ②非接触式的接收敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用 光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是“１” 还是“０”。
十、专业术语解读（1）
●分解能（Resolution)： 分解能表示旋转编码器的主轴旋转一周，读出位置数据的 最大等分数。分解能也叫检测精度，分辨率等。分解能是 编码器最重要的参数。
3 .根据工作方式分为：
●旋转型rotary ●直线型linear
四﹑产品分类（2）ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（增量型与绝对值型区别）
1、增量型编码器 编码器轴每转过一个单位，编码器就输出一个脉冲，故称之为 增量式，英文叫做Increamental。
优点： 原理构造简单，机械平均寿命在几万小时以上，抗干扰 能力强，可靠性高，适合于长距离传输
三﹑系统方框图（1）
光电或 磁电转换
比较器或 编码器
输出电路
三﹑系统方框图（2）
码盘
V
Z
光 源
B
A
运 放
输出电路
四﹑产品分类（1）
1 .根据检测原理分为：
●光电式optical ●磁电式magnetic ●电容式capacitance
2.根据其刻度方法及信号输出形式分为：
5.2 旋转编码器介绍[7页]
![5.2 旋转编码器介绍[7页]](https://img.taocdn.com/s3/m/5b3572daf111f18582d05a7c.png)
YL-335B分拣单元使用了这种具有A、B两相90º相位差 的通用型旋转编码器，用于计算工件在传送带上的位置。编 码器直接连接到传送带主动轴上。该旋转编码器的三相脉冲 采用NPN型集电极开路输出，分辨率500线，工作电源 DC12～24V。本工作单元没有使用Z相脉冲，A、B两相输 出端直接连接到PLC（FX3U-32MR）的高速计数器输入端。
（2）旋转编码器分类
一般来说，根据旋转编码器产生脉冲的方式的不同，可以分为增 量式、绝对式以及复合式三大类。自动线上常采用的是增量式旋转编 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两组脉冲相位差脉冲超前A相时则为反转方向。Z相为每转一个脉冲， 用于基准点定位。
主讲 程向娇
（1）旋转编码器的工作原理与结构 旋转编码器是通过光电转换，将输出至轴上的机械、几何
位移量转换成脉冲或数字信号的传感器，主要用于速度或位 置（角度）的检测。
典型的旋转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狭缝。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 原理示意图如图所示。
（3）旋转编码器接线原理图
（4）脉冲估算（脉冲当量计算参考教材）
按如图5-6所示的安装尺寸，当工件从下料口中心线移至传感器 中心时，旋转编码器约发出430个脉冲；移至第一个推杆中心点时， 约发出614个脉冲；移至第二个推杆中心点时，约发出963个脉冲；移 至第三个推杆中心点时，约发出1284个脉冲。
旋转编码器种类及信号输出形式
旋转编码器种类及信号输出形式
旋转编码器是一种计数器，其功能是使用旋转轴旋转来检测和记录物体的旋转角度或位移距离。
它的编码方式有多种不同的类型，每种类型的输出信号形式也不同。
本文将介绍常见的四种旋转编码器类型，即定子磁极编码器、绝对式编码器、相位型编码器和编码器阵列。
定子磁极编码器是最常见的旋转编码器之一，它是在旋转轴上安装了一组磁极，当旋转轴旋转时，它们会产生电磁强度变化并由传感器检测，从而测量出旋转角度。
它的输出信号一般是四相编码信号，也称为ABZ信号，即A相、B相和Z相的模拟信号，这三个相位的变化是交互的，当旋转轴逆时针旋转时，A相和B相信号会按照特定规律交替变化而不会同时变化，而Z相信号由高电平变成低电平时则表示旋转轴的一个周期循环完成，同时也可以通过A相和B相的变化比例来检测旋转轴的角度变化。
绝对式编码器是一种新型编码器，与定子磁极编码器不同，绝对式编码器使用磁性存储介质来记录旋转角度，它具有比定子磁极编码器更高的精度和更长的工作寿命。
旋转编码器的输出电路以及常用术语介绍
旋转编码器的输出电路以及常用术语介绍来源：互联网旋转编码器是用来测量转速的装置，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)。
当旋转编码器轴带动光栅盘旋转时，经发光元件发出的光被光栅盘狭缝切割成断续光线，并被接收元件接收产生初始信号。
该信号经后继电路处理后，输出脉冲或代码信号。
旋转编码器的特点是体积小，重量轻，品种多，功能全，频响高，分辨能力高，力矩小，耗能低，性能稳定，可靠使用寿命长等特点。
其主要种类有增量式编码器、绝对值编码器、正弦波编码器。
输出电路图解1、NPN 电压输出和NPN 集电极开路输出线路PNP 开路集电极输出电压输出此线路仅有一个NPN 型晶体管和一个上拉电阻组成，因此当晶体管处于静态时，输出电压是电源电压，它在电路上类似于TTL 逻辑，因而可以与之兼容。
在有输出时，晶体管饱和，输出转为0VDC 的低电平，反之由零跳向正电压。
随着电缆长度、传递的脉冲频率、及负载的增加，这种线路形式所受的影响随之增加。
因此要达到理想的使用效果，应该对这些影响加以考虑。
集电极开路的线路取消了上拉电阻。
这种方式晶体管的集电极与编码器电源的反馈线是互不相干的，因而可以获得与编码器电压不同的电流输出信号。
2、PNP 和PNP 集电极开路线路该线路与NPN 线路是相同，主要的差别是晶体管，它是PNP 型，其发射极强制接到正电压，如果有电阻的话，电阻是下拉型的，连接到输出与零伏之间。
3、推挽式线路这种线路用于提高线路的性能，使之高于前述各种线路。
事实上，NPN 电压输出线路的主要局限性是因为它们使用了电阻，在晶体管关闭时表现出比晶体管高得多的阻抗，为克服些这缺点，在推挽式线路中额外接入了另一个晶体管，这样无论是正方向还是零方向变换，输出都是低阻抗。
推挽式线路提高了频率与特性，有利于更长的线路数据传输，即使是高速率时也是如此。
信号饱和的电平仍然保持较低，但与上述的逻辑相比，有时较高。
旋转编码器工作原理 __编码器
旋转编码器工作原理 __编码器旋转编码器工作原理编码器是一种用于测量旋转运动的装置，它将旋转运动转换为数字信号输出。
旋转编码器通常由光电传感器和编码盘组成。
本文将详细介绍旋转编码器的工作原理。
一、光电传感器旋转编码器中的光电传感器是用来检测编码盘上的刻线的。
光电传感器通常由发光二极管（LED）和光敏二极管（光电二极管）组成。
编码盘上的刻线是由透明和不透明的部份组成，当刻线通过光电传感器时，光电二极管会产生电信号。
二、编码盘编码盘是旋转编码器中的旋转部份，它通常由透明的圆盘和固定在圆盘上的刻线组成。
刻线可以是光学刻线或者磁性刻线。
当编码盘旋转时，光电传感器会检测到刻线的变化，并将其转换为数字信号输出。
三、工作原理旋转编码器的工作原理可以分为增量式编码器和绝对式编码器两种类型。
1. 增量式编码器增量式编码器通过检测编码盘上的刻线变化来测量旋转运动。
它输出的是一个脉冲信号，脉冲的数量与旋转角度成比例。
增量式编码器通常有两个通道，称为A 相和B相。
这两个通道的脉冲相位差为90度，可以用来确定旋转方向。
2. 绝对式编码器绝对式编码器可以直接测量旋转角度，不需要进行累计计数。
它的编码盘上有多个刻线，每一个刻线代表一个特定的角度。
绝对式编码器可以通过读取刻线的位置来确定旋转角度，并将其转换为数字信号输出。
四、应用领域旋转编码器广泛应用于各种领域，例如机械创造、自动化控制、仪器仪表等。
它可以用于测量机电的转速、位置和方向，还可以用于控制机器人的运动和定位。
总结：旋转编码器是一种用于测量旋转运动的装置，它通过光电传感器检测编码盘上的刻线变化，并将其转换为数字信号输出。
旋转编码器分为增量式编码器和绝对式编码器两种类型，增量式编码器通过脉冲信号测量旋转角度，而绝对式编码器可以直接测量旋转角度。
旋转编码器在机械创造、自动化控制和仪器仪表等领域有广泛应用。
旋转编码器详细讲解
增量式编码器的A.B.Z 编码器A、B、Z相及其关系TTL编码器A相，B相信号，Z相信号,U相信号，V相信号，W相信号，分别有什么关系？对于这个问题的回答我们从以下几个方面说明：编码器只有A相、B相、Z相信号的概念。
所谓U相、V相、W相是指的电机的主电源的三相交流供电，与编码器没有任何关系。
“A相、B相、Z相”与“U相、V相、W相”是完全没有什么关系的两种概念，前者是编码器的通道输出信号；后者是交流电机的三相主回路供电。
而编码器的A相、B相、Z相信号中，A、B两个通道的信号一般是正交（即互差90°）脉冲信号；而Z相是零脉冲信号。
详细来说，就是——一般编码器输出信号除A、B两相（A、B两通道的信号序列相位差为90度）外，每转一圈还输出一个零位脉冲Z。
当主轴以顺时针方向旋转时，输出脉冲A通道信号位于B通道之前；当主轴逆时针旋转时，A通道信号则位于B通道之后。
从而由此判断主轴是正转还是反转。
另外，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（即Z相信号），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。
带U、V、W相的编码器，应该是伺服电机编码器A、B相是两列脉冲，或正弦波、或方波，两者的相位相差90度，因此既可以测量转速，还可以测量电机的旋转方向Z相是参考脉冲，每转一圈输出一个脉冲，脉冲宽度往往只占1/4周期，其作用是编码器自我校正用的，使得编码器在断电或丢失脉冲的时候也能正常使用。
ABZ是编码器的位置信号，UVW是电机的磁极信号，一般用于同步电机； AB对于TTL/HTL编码器来说，AB相根据编码器的细分度不同，每圈有很多个，但Z相每圈只有一个；UVW磁极信号之间相位差是120度，随着编码器的角度转动而转动，与ABZ 之间可以说没有直接关系。
/######################################################## #####编码器A+A-B+B-Z+Z-怎么用分别代表什么意思？这种编码器的输出方式为长线驱动（line driver），其中A+A-B+B-Z+Z-为输出的信号线，增量编码器给出两相方波，它们的相位差90°（电气上），通常称为A通道和B通道。
旋转编码器工作原理 __编码器
旋转编码器工作原理 __编码器引言概述：旋转编码器是一种常用的传感器，用于测量物体的旋转角度和位置。
它通过将旋转运动转化为电信号来实现测量，并在许多领域中得到广泛应用。
本文将详细介绍旋转编码器的工作原理，包括编码器的基本原理、编码器的类型、编码器的工作方式以及编码器的应用领域。
一、编码器的基本原理1.1 光电编码器光电编码器是一种常见的编码器类型，它利用光电传感器和光栅盘来测量旋转运动。
光栅盘上有许多等距的透明和不透明条纹，当光电传感器接收到透明和不透明条纹时，会产生相应的电信号。
通过计算电信号的脉冲数，可以确定旋转角度和位置。
1.2 磁性编码器磁性编码器是另一种常用的编码器类型，它利用磁性传感器和磁性标记来测量旋转运动。
磁性标记通常是在旋转轴上安装的磁性材料，当磁性传感器接近磁性标记时，会产生相应的电信号。
通过检测电信号的变化，可以确定旋转角度和位置。
1.3 其他编码器类型除了光电编码器和磁性编码器，还有许多其他类型的编码器，如电容编码器、压电编码器等。
这些编码器利用不同的原理来实现旋转角度和位置的测量，适合于不同的应用场景。
二、编码器的工作方式2.1 绝对编码器绝对编码器可以直接测量物体的旋转角度和位置，无需参考点。
它们通常具有多个输出通道，每一个通道对应一种旋转角度或者位置。
通过读取每一个通道的状态，可以准确确定物体的旋转位置。
2.2 增量编码器增量编码器只能测量物体的相对旋转角度和位置，需要参考点进行校准。
它们通常具有两个输出通道，一个用于测量旋转方向，另一个用于测量旋转量。
通过读取这两个通道的状态，可以确定物体的相对旋转角度和位置。
2.3 绝对增量编码器绝对增量编码器结合了绝对编码器和增量编码器的优点。
它们能够直接测量物体的旋转角度和位置，并且具有增量编码器的相对测量功能。
这种编码器通常具有多个输出通道，既可以直接读取绝对位置，又可以读取相对旋转量。
三、编码器的应用领域3.1 机械工程旋转编码器在机械工程中广泛应用，用于测量机械设备的旋转角度和位置，如机床、机器人等。
旋转编码器工作原理 __编码器
旋转编码器工作原理 __编码器旋转编码器工作原理引言概述旋转编码器是一种用于测量旋转运动的装置，它能够将旋转运动转换成电信号输出。
在工业自动化领域，旋转编码器被广泛应用于机器人、数控机床、印刷设备等设备中。
本文将详细介绍旋转编码器的工作原理。
一、编码器的基本原理1.1 光电传感器旋转编码器中常用的光电传感器是一种能够将光信号转换成电信号的传感器。
在旋转编码器中，光电传感器通常由发光二极管和光敏电阻组成。
发光二极管发出光束，光束照射到旋转编码器的标尺上，光敏电阻接收到光束，根据光的强弱产生电信号。
1.2 标尺旋转编码器的标尺是一个具有等距离刻度的圆盘，圆盘上有黑白相间的条纹。
当旋转编码器旋转时，光电传感器会检测到黑白相间的条纹，根据条纹的变化来确定旋转的角度。
1.3 信号处理旋转编码器通过信号处理电路将光电传感器接收到的电信号进行处理，转换成数字信号输出。
信号处理电路通常包括滤波、放大、数字化等步骤，确保输出的信号稳定可靠。
二、编码器的工作原理2.1 绝对编码器绝对编码器能够直接输出旋转角度的绝对值，不需要进行初始化。
绝对编码器通常采用灰码或二进制编码方式，将每个角度对应一个唯一的编码，确保角度的准确性。
2.2 增量编码器增量编码器是通过检测旋转编码器旋转时的位置变化来输出脉冲信号。
增量编码器通常包括A相、B相和Z相信号，分别对应旋转角度的正向、反向和零点位置。
2.3 差分编码器差分编码器是一种能够输出角速度和角加速度信息的编码器。
差分编码器通过比较相邻位置的编码值来计算旋转角速度和角加速度，能够实时监测旋转运动的变化。
三、编码器的应用领域3.1 工业自动化在工业自动化领域，旋转编码器被广泛应用于机器人、数控机床、输送带等设备中。
旋转编码器能够实时监测设备的运动状态，确保设备的精准定位和控制。
3.2 医疗设备在医疗设备中，旋转编码器常用于X光机、CT机等设备中。
旋转编码器能够精确测量设备的旋转角度，确保医疗影像的准确性和清晰度。
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旋转编码器的输出电路以及常用术语介绍
来源：互联网
旋转编码器是用来测量转速的装置，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)。
当旋转编码器轴带动光栅盘旋转时，经发光元件发出的光被光栅盘狭缝切割成断续光线，并被接收元件接收产生初始信号。
该信号经后继电路处理后，输出脉冲或代码信号。
旋转编码器的特点是体积小，重量轻，品种多，功能全，频响高，分辨能力高，力矩小，耗能低，性能稳定，可靠使用寿命长等特点。
其主要种类有增量式编码器、绝对值编码器、正弦波编码器。
输出电路图解
1、NPN电压输出和NPN集电极开路输出线路
PNP开路集电极输出
电压输出
此线路仅有一个NPN型晶体管和一个上拉电阻组成，因此当晶体管处于静态时，输出电压是电源电压，它在电路上类似于TTL逻辑，因而可以与之兼容。
在有输出时，晶体管饱和，输出转为0VDC的低电平，反之由零跳向正电压。
随着电缆长度、传递的脉冲频率、及负载的增加，这种线路形式所受的影响随之增加。
因此要达到理想的使用效果，应该对这些影响加以考虑。
集电极开路的线路取消了上拉电阻。
这种方式晶体管的集电极与编码器电源的反馈线是互不相干的，因而可以获得与编码器电压不同的电流输出信号。
2、PNP和PNP集电极开路线路
该线路与NPN线路是相同，主要的差别是晶体管，它是PNP型，其发射极强制接到正电压，如果有电阻的话，电阻是下拉型的，连接到输出与零伏之间。
3、推挽式线路
这种线路用于提高线路的性能，使之高于前述各种线路。
事实上，NPN电压输出线路的主要局限性是因为它们使用了电阻，在晶体管关闭时表现出比晶体管高得多的阻抗，为克服些这缺点，在推挽式线路中额外接入了另一个晶体管，这样无论是正方向还是零方向变换，输出都是低阻抗。
推挽式线路提高了频率与特性，有利于更长的线路数据传输，即使是高速率时也是如此。
信号饱和的电平仍然保持较低，但与上述的逻辑相比，有时较高。
任何情况下推挽式线路也都可应用于NPN或PNP线路的接收器。
4、长线驱动器线路
当运行环境需要随电气干扰或编码器与接收系统之间存在很长的距离时，可采用长线驱动器线路。
数据的发送和接收在两个互补的通道中进行，所以干扰受到抑制(干扰是由电缆或相邻设备引起的)。
这种干扰可看成“共模干扰”。
此外，总线驱动器的发送和接收都是以差动方式进行的，或者说互补的发送通道上是电压的差。
因此对共模干扰它不是第三者，这种传送方式在采用DC5V系统时可认为与RS422兼容;在特殊芯片时，电源可达DC24V，可以在恶劣的条件(电缆长，干扰强烈等)下使用。
5、差动线路
差动线路用在具有正弦长线驱动器的模拟编码器中，这时，要求信号的传送不受干扰。
像长线驱动器线路那样，对于数字信号产生两个相位相差180度的信号。
这种线路特意设置了120欧姆的特有线路阻抗，它与接收器的输入电阻相平衡，而接收器必须有相等的负载阻抗。
通常，在互补信号之间并联连,120欧姆的终端电阻就达到了这种目的。
线性驱动输出方式
旋转编码器常用术语锦集
输出脉冲数/转：旋转编码器转一圈所输出的脉冲数发，对于光学式旋转编码器，通常与旋转编码器内部的光栅的槽数相同(也可在电路上使输出脉冲数增加到槽数的2倍4倍)。
分辨率：分辨率表示旋转编码器的主轴旋转一周，读出位置数据的最大等分数。
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置(角度)。
与增量型不同，相当于增量型的“输出脉冲/转” 。
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，在此上面没有透明线条(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，它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。
最大响应频率：是在1秒内能响应的最大脉冲数(例：最大响应频率为2KHz，即1秒内可响应2000个脉冲)公式：最大响应转速(rpm)/60×(脉冲数/转)=输出频率Hz 。
最大响应转速：是可响应的最高转速，在此转速下发生的脉冲可响应公式如下：最大响应频率(Hz)/ (脉冲数/转)×60=轴的转速rpm 。
输出波形：输出脉冲(信号)的波形。
输出信号相位差：二相输出时，二个输出脉冲波形的相对的的时间差。
输出电压：指输出脉冲的电压。
输出电压会因输出电流的变化而有所变化。
起动转矩：使处于静止状态的编码器轴旋转必要的力矩。
一般情况下运转中的力矩要比起动力矩小。
轴允许负荷：表示可加在轴上的最大负荷，有径向和轴向负荷两种。
径向负荷对于轴来说，是垂直方向的，受力与偏心偏角等有关;轴向负荷对轴来说，是水平方向的，受力与推拉轴的力有关。
这两个力的大小影响轴的机械寿命。
轴惯性力矩：该值表示旋转轴的惯量和对转速变化的阻力。
转速：该速度指示编码器的机械载荷限制。
如果超出该限制，将对轴承使用寿命产生负面影响，另外信号也可能中断。
格雷码：格雷码是高级数据，因为是单元距离和循环码，所以很安全。
每步只有一位变化。
数据处理时，格雷码须转化成二进制码。
工作电流：指通道允许的负载电流。
工作温度：参数表中提到的数据和公差，在此温度范围内是保证的。
如果稍高或稍低，编码器不会损坏。
当恢复工作温度又能达到技术规范。
工作电压：编码器的供电电压。