增量型与绝对值旋转编码器
绝对值编码器和增量编码器的工作原理
绝对值编码器和增量编码器的工作原理一、引言编码器是将机械运动转换为数字信号的设备，广泛应用于自动化控制系统中。
其中，绝对值编码器和增量编码器是两种常见的编码器类型。
本文将详细介绍它们的工作原理。
二、绝对值编码器1. 原理绝对值编码器通过在旋转轴上安装一组光电传感器和光源，检测旋转轴上的刻度盘上的标记来确定角度位置。
刻度盘通常由磁性或光学条纹组成，每个条纹代表一个特定的角度位置，并且与传感器相对应。
当旋转轴旋转时，光电传感器会读取刻度盘上的标记，并将其转换为数字信号输出。
2. 类型根据不同的检测方式和输出类型，绝对值编码器可以分为以下几种类型：（1）单圈型：只能检测单圈角度范围内的位置。
（2）多圈型：可以检测多圈角度范围内的位置。
（3）线性型：可以检测线性位移范围内的位置。
3. 优缺点优点：（1）精度高：由于采用了高精度刻度盘和光电传感器，因此具有很高的精度。
（2）不受干扰：由于输出的是绝对位置信息，所以不受外界干扰影响。
（3）快速响应：由于无需进行复位操作，因此具有快速响应的特点。
缺点：（1）成本高：由于采用了高精度刻度盘和光电传感器，因此成本较高。
（2）复杂结构：由于需要安装刻度盘和光电传感器，因此结构较为复杂。
三、增量编码器1. 原理增量编码器通过在旋转轴上安装一组光电传感器和光源，检测旋转轴上的齿轮或条纹运动来确定角度位置。
齿轮或条纹通常由磁性或光学条纹组成，每个条纹代表一个特定的角度位置，并且与传感器相对应。
当旋转轴旋转时，光电传感器会读取齿轮或条纹上的标记，并将其转换为数字信号输出。
2. 类型根据不同的检测方式和输出类型，增量编码器可以分为以下几种类型：（1）单路型：只能检测正转方向或反转方向的角度变化。
（2）双路型：可以同时检测正转方向和反转方向的角度变化。
（3）三路型：可以同时检测正转方向、反转方向和速度信息。
3. 优缺点优点：（1）成本低：由于采用了简单的齿轮或条纹结构，因此成本较低。
编码器类型以及应用场合
编码器可以分为以下几种类型：
1.增量式编码器：在旋转时，输出的脉冲信号个数与转过的角度成正比，主
要用于测量旋转速度。
2.绝对值编码器：输出的是绝对位置值，即每个位置是唯一的，不存在误差，
适用于需要测量角度、位置、速度等参数的系统。
3.旋转变压器：是一种测量角度的绝对值编码器，测量精度高，抗抖动干扰
能力强，但同时也存在成本高、体积大、结构复杂、可靠性差等缺点。
4.正弦波编码器：输出的是正弦信号，其抗干扰能力比旋转变压器强，但其
精度和稳定性不如前者。
5.霍尔编码器：是一种光电编码器，具有体积小、重量轻、结构简单、可靠
性高、寿命长等优点，但同时也存在精度低、稳定性差等缺点。
编码器的应用场合如下：
1.速度检测：将编码器和电动机同轴联接，通过测量电动机的旋转速度，就
可以得到编码器的脉冲信号个数，从而计算出电动机的旋转速度。
2.位置控制：在生产线上，需要测量物体的位置，可以使用绝对值编码器来
测量物体的位置。
3.运动控制：在自动化设备中，需要精确控制物体的运动轨迹和运动速度，
可以使用编码器来测量物体的运动轨迹和速度。
4.旋转方向检测：在生产线上，需要检测物体的旋转方向，可以使用旋转变
压器来检测物体的旋转方向。
5.速度反馈：在自动化设备中，需要将物体的运动速度反馈到控制器中，可
以使用编码器来测量物体的运动速度并反馈到控制器中。
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常用的传感器，用于测量旋转运动的角度和方向。
它通常由一个旋转轴和一个固定的编码盘组成。
编码盘上有许多刻度线，当编码器旋转时，刻度线会与固定的传感器头相互作用，产生电信号。
这些电信号经过处理后，可以用来确定旋转角度和方向。
编码器的工作原理可以分为两种类型：增量式编码器和绝对式编码器。
1. 增量式编码器工作原理：增量式编码器通过检测旋转轴的角度变化来确定位置。
它包含两个输出信号：一个是A相信号，另一个是B相信号。
这两个信号相位差90度，并且在旋转过程中会交替变化。
当旋转轴顺时针旋转时，A相信号先变化，然后是B相信号。
当旋转轴逆时针旋转时，B相信号先变化，然后是A相信号。
通过检测A相和B相信号的变化，可以确定旋转轴的方向和角度。
2. 绝对式编码器工作原理：绝对式编码器可以直接测量旋转轴的绝对位置，不需要进行积分运算。
它通过在编码盘上使用不同的编码模式来实现。
常见的绝对式编码器有光电编码器和磁性编码器。
光电编码器使用光电传感器来检测编码盘上的光学模式。
编码盘上的光学模式由透明和不透明的区域组成。
当光电传感器检测到光学模式时，会产生相应的电信号。
通过解码这些电信号，可以确定旋转轴的绝对位置。
磁性编码器使用磁性传感器来检测编码盘上的磁性模式。
编码盘上的磁性模式由磁性材料组成，可以产生磁场。
磁性传感器通过检测磁场的变化来确定旋转轴的绝对位置。
无论是增量式编码器还是绝对式编码器，它们都可以通过接口将电信号传输到控制系统中进行处理。
控制系统可以根据编码器提供的信息，实现对旋转轴的精确控制和定位。
总结：旋转编码器是一种用于测量旋转运动的角度和方向的传感器。
它通过与固定的编码盘相互作用，产生电信号来确定旋转角度和方向。
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。
增量式编码器通过检测A相和B相信号的变化来确定旋转轴的方向和角度。
绝对式编码器可以直接测量旋转轴的绝对位置，不需要进行积分运算。
旋转编码器原理是什么？增量式编码器和绝对式编码器有什么区别？
旋转编码器原理是什么？增量式编码器和绝对式编码器有什么区别？先给出结论，最重要的区别在于：增量式编码器没有记忆，断电重启必须回到参考零位，才能找到需要的位置，而绝对式编码器，有记忆，断电重启不用回到零位，即可知道目标所在的位置。
接下来细说一下,主要包含如下的内容：1.增量式旋转编码器的工作原理是什么？2.绝对式旋转编码器的工作原理是什么？3.增量式和绝对式旋转编码器有哪些不同？4.单圈绝对式和多圈绝对式编码器有什么不同？5.选择编码器，需要考虑的最重要的因素有哪3点？6.编码器的实际应用举例。
1．电机屁股那点事作为机械设计人员，我们在选电机时，非常注重电机的扭矩和尺寸，因为这直接决定了电机是否能按规定的运动模式拖动负载，能不能很好地布置在有限的空间之中。
但在精密机械设计中，其实还有一个和扭矩及尺寸同等重要的参数，那就是分辨率。
说起分辨率，很多时候，在电机参数中，可以看到一组数据，例如2000Count/Turn＝2000脉冲/圈，和17bit/33bit等。
对旋转电机有所了解的朋友都知道，2000C/T，这其实是说，这个电机带有一个增量式编码器，转一圈对应着2000个脉冲，所以该编码器的分辨率是360/2000=0.18度。
由于相对式编码器通常可以做4倍频（后面我会解释为什么），所以2000C/T的分辨率可以变成0.18°/4＝0.045度。
而17bit/33bit则是在说，这个电机带有一个17位的多圈绝对编码器。
那么问题来了，绝对式编码器和增量式编码器原理上有什么区别？应用上有什么区别？绝对式编码器为什么用二进制表示分辨率？单圈和多圈绝对式编码器有什么区别？我想，弄清楚这几个问题，对于电机或者需要用到旋转编码器的地方，心里就不会像过去那样模模糊糊，而是会清晰明了地，直接选择合适的编码器。
这也是我本次理清编码器这个基本概念的目的。
2. 旋转编码器的类型和优缺点现在市面上通常有三种编码器：光学编码器（Optical Encoder），磁编码器（Magnetic Encoder），和电容式编码器（Capacitive Encoder）。
增量型和绝对值旋转编码器
增量型和绝对值旋转编码器
增量型和绝对值旋转编码器
一、增量型旋转编码器
轴的每转动一周，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A、B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（Z）。
二、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。
单圈绝对值编码器把轴细分成规定数量的测量步，最大的分辨率为13位，这就意味着最大可区分8192个位置+多圈绝对值编码器不仅能在一圈内测量角位移，而且能够用多步齿轮测量圈数。
多圈的圈数为12位，也就是说最大4096
圈可以被识别。
总的分辨率可达到25位或者33，554，432个测量步数。
并行绝对值旋转编码器传输位置值到估算电子装置通过几根电缆并行传送。
假设串行绝对值编码器，输出数据可以用标准的接口和标准化的协议传送，同时在过去点对点的连接实现了串行数据传送。
编码器的分类、特点及其应用详解
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。
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或线性运动的设备，它将运动转换为电信号。
旋转编码器是其中一种常见的编码器类型，它可以测量旋转物体的角度、速度和方向。
工作原理：旋转编码器由两个主要部分组成：光学传感器和编码盘。
编码盘通常由透明材料制成，上面有一系列的刻线或孔。
光学传感器通过光源发射光线，并通过编码盘上的刻线或孔接收反射光线。
光线的反射模式取决于编码盘的位置和旋转方向。
旋转编码器有两种常见的类型：增量式编码器和绝对式编码器。
1. 增量式编码器：增量式编码器通常由两个光学传感器组成：一个用于测量旋转方向，一个用于测量旋转角度。
当旋转编码器旋转时，光学传感器将检测到刻线或孔的变化，并生成相应的脉冲信号。
这些脉冲信号可以用于计算旋转物体的角度和速度。
增量式编码器的工作原理是通过计算两个光学传感器之间的脉冲数来确定旋转角度和方向。
例如，当顺时针旋转时，一个光学传感器将生成一个脉冲，而另一个光学传感器将生成两个脉冲。
反之，当逆时针旋转时，情况则相反。
通过计算脉冲数的差异，可以确定旋转物体的方向和角度。
2. 绝对式编码器：绝对式编码器可以直接测量旋转物体的绝对角度，而无需进行计数。
它们通常使用一个编码盘，上面有多个刻线或孔，每个刻线或孔代表一个特定的角度值。
光学传感器将检测到每个刻线或孔，并将其转换为二进制码或其他数字信号。
绝对式编码器的工作原理是通过将每个刻线或孔与特定的数字值相对应来确定旋转物体的绝对角度。
通过读取光学传感器生成的数字信号，可以直接获得旋转物体的角度值。
应用领域：旋转编码器广泛应用于各种领域，包括工业自动化、机器人技术、医疗设备、测量仪器等。
它们在这些领域中用于测量和控制旋转物体的角度、速度和方向。
例如，在工业自动化中，旋转编码器可用于控制机械臂的运动，监测电机的转速，以及测量传送带的位置和速度。
在医疗设备中，旋转编码器可用于测量手术器械的位置和角度，以及监测患者床位的调整。
绝对编码器和增量型编码器有何不同？
绝对编码器和增量型编码器有何不同？上一篇文章我们讲解了编码器（encoder）的工作原理，并且对增量型编码器进行了详细介绍。
今天这篇文章我们来讨论下编码器的另一种类型：绝对编码器（absoluteencoder）。
顾名思义，绝对编码器是能输出绝对值的一种编码器。
我们知道，编码器的组成包括：连接轴，码盘，光源和输出电路等，绝对编码器的码盘与相对编码器有很大的不同，请看下图：左边是绝对编码器的码盘，右边是增量型编码器的码盘。
可以看出，增量型编码器码盘的光栅是均匀分布的，而绝对编码器的码盘被分成了很多大小不等的带，下面这张图也许能看的更清楚一些：绝对编码器（Absoluteencoder）输出的是一组二进制数的编码，它的码盘被分成很多同心的通道，每一个通道，称为一个“码道”。
每一个码道都有一个单独的输出电路，用来表示一个二进制的位。
比如上图中：最外边的码道表示第0位（Bit0），往里依次是第1位（Bit1）、第2位（Bit2）和第3位（Bit3）。
码道的数目越多，能测量的范围就越大。
下图是码盘转动时，码道输出电路的波形图：绝对编码器可分为单转型和多转型。
单转型能测量一圈内的绝对位置，适用于角位移的测量；多转型能测量的转数取决于编码器的设计，一般用于测量长度及确定在某一长度内的准确位置。
绝对编码器和增量型编码器主要存在如下几点不同：1）增量型编码器输出的是脉冲信号，而绝对编码器输出的是一组二进制的数值；2）增量型编码器不具有断电保持功能，而绝对编码器断电后数据可以保存；3）增量型编码器的转数不受限制，而绝对编码器不能超过转数的量程；4）增量型编码器相对便宜些；记住一条：码盘的不同，是绝对编码器和增量型编码器的最大区别。
另外，目前工业上使用的编码器很多都支持总线方式的输出（比如Profinet），这些集成了总线接口的编码器，可以直接通过总线的方式进行访问，非常方便。
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一、增量型旋转编码器
轴的每转动一周，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A、B之间相差为90度，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（Z）。
二、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。
单圈绝对值编码器把轴细分成规定数量的测量步，最大的分辩率为16位（进口可做到24位，每圈16777216分割度），这就意味着最大可区分65536个位置+多圈绝对值编码器不仅能在一圈内测量角位移，而且能够用多步齿轮测量圈数。
多圈的圈数为12位，也就是说最大4096圈可以被识别。
总的分辩率可达到25或28位。
并行绝对值旋转编码器传输位置值到估算电子装置通过几根电缆并行传送。
串行绝对值编码器，输出数据可以用标准的接口和标准化的协议传送，同时在过去点对点的连接实现了串行数据传送。
编码器是把角位移或直线位移转换成电信号的一种装置。
前者称为码盘，后者称码尺．按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种．接触式采用电刷输出，一电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是“１”还是“０”；非接触式的接受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”。
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。
旋转增量式编码器以转动时输出脉冲，通过计数设备来知道其位置，当编码器不动或停电时，依靠计数设备的内部记忆来记住位置。
这样，当停电后，编码器不能有任何的移动，当来电工作时，编码器输出脉冲过程中，也不能有干扰而丢失脉冲，不然，计数设备记忆的零点就会偏移，而且这种偏移的量是无从知道
的，只有错误的生产结果出现后才能知道。
解决的方法是增加参考点，编码器每经过参考点，将参考位置修正进计数设备的记忆位置。
在参考点以前，是不能保证位置的准确性的。
为此，在工控中就有每次操作先找参考点，开机找零等方法。
比如，打印机扫描仪的定位就是用的增量式编码器原理，每次开机，我们都能听到噼哩啪啦的一阵响，它在找参考零点，然后才工作。
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。
绝对型旋转光电编码器，因其每一个位置绝对唯一、抗干扰、无需掉电记忆，已经越来越广泛地应用于各种工业系统中的角度、长度测量和定位控制。
绝对编码器光码盘上有许多道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16线。
编排，这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码（格雷码），这就称为n位绝对编码器。
这样的编码器是由码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。
绝对编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。
这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。
由于绝对编码器在定位方面明显地优于增量式编码器，已经越来越多地应用于工控定位中。
绝对型编码器因其高精度，输出位数较多，如仍用并行输出，其每一位输出信号必须确保连接很好，对于较复杂工况还要隔离，连接电缆芯数多，由此带来诸多不便和降低可靠性，因此，绝对编码器在多位数输出型，一般均选用串行输出或总线型输出，德国生产的绝对型编码器串行输出最常用的是SSI（同步串行输出）。
旋转单圈绝对式编码器，以转动中测量光码盘各道刻线，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，称为单圈绝对式编码器。
如果要测量旋转超过360度范围，就要用到多圈绝对式编码器。
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，它同样是由机械位置确定编码，每个位置编码唯一不重复，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，而大大简化了安装调试难度。
多圈式绝对编码器在长度定位方面的优势明显，已经越来越多地应用于工控定位中。
编辑本段绝对型旋转编码器的机械安装使用
绝对型旋转编码器的机械安装有高速端安装、低速端安装、辅助机械装置安装等多种形式。
高速端安装：安装于动力马达转轴端（或齿轮连接），此方法优点是分辨率高，由于多圈编码器有４０９６圈，马达转动圈数在此量程范围内，可充分用足量程而提高分辨率，缺点是运动物体通过减速齿轮后，来回程有齿轮间隙误差，一般用于单向高精度控制定位，例如轧钢的辊缝控制。
另外编码器直接安装于高速端，马达抖动须较小，不然易损坏编码器。
低速端安装：安装于减速齿轮后，如卷扬钢丝绳卷筒的轴端或最后一节减速齿轮轴端，此方法已无齿轮来回程间隙，测量较直接，精度较高，此方法一般测量长距离定位，例如各种提升设备，送料小车定位等。
辅助机械安装：
常用的有齿轮齿条、链条皮带、摩擦转轮、收绳机械等。