旋转编码器概述 ppt课件
《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：
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。
旋转编码器音量旋钮原理AD接键原理PPT课件
二.AD按键工作原理
AD按键的原理是通过采集点不同电压而执行不同的功 能。当不同的按键被按下时，AD转换的电压不同，通过 AD转换值便可以判断出是哪个按键被按下，我司的面板 按键及方控的识别采用的就是这种方式。
1.电阻串联分压式 右下角图为电阻串联分压式原理图，也是我司传统机型
面板按键板使用的原理图，MCU通过采集a点的电压来 识别每个按键的功能，且每个按键都有它所对应的电阻 值，从第2个按键开始，后面每一个按键的电阻值为前面 所有的电阻值之和。
（2）当编码器按下时，编码器上的KEY脚为低电平（常态为高电平）， MCU判断其管脚被拉低来做出它相应的动作。 （3）我司大屏机的编码器硬件上A、B两端口是接在一起，分别串了10K和 20K电阻，MCU通过识别其不同的电压值变化还判断编码器旋转的方向。
以下为编码器顺时针和逆时针旋转输出的波形图：
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编码器内部的工作原理
此接口为编码器按下 的检测脚，软件通过 检测它的电平变化来 判断是否按下
编码器的内部构造其实 就是3个开关
下图为实物编码器内部 构造图
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3.软件处理的逻辑通过编码器输出波形图可知每个运动周期 的时序
顺时针运动 逆时针运动
AB
AB
11
11
01
10
00
00
10
01
（1）MCU通过判断A,B输出的两个状态，就可以轻易的得出角度码盘的运动 方向。
对Hale Waihona Puke 旋转编码器。我司目前使用的是增量式编码器。
1.增量型编码器通常有三路信号输出（差分有六路信号）：A,B和C， 一般采用TTL电平，A脉冲在前，B脉冲在后，A,B脉冲相差90度，每 圈发出一个C脉冲，可作为参考机械零位。一般利用A超前B或B超前 A进行判向，我司增量型编码器定义为轴端看编码器顺时针旋转为正转， A超前B为90°，反之逆时针旋转为反转B超前A为90°。
旋转编码器工作方式图解
旋转编码器旋转编码器是由光栅盘（又叫分度码盘）和光电检测装置（又叫接收器）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孔。
由于光栅盘与电机同轴，电机旋转时，光栅盘与电机同速旋转，发光二极管垂直照射光栅盘，把光栅盘图像投射到由光敏元件构成的光电检测装置（接收器）上，光栅盘转动所产生的光变化经转换后以相应的脉冲信号的变化输出。
编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料等。
玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高。
金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性也比玻璃的差一个数量级。
塑料码盘成本低廉，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。
编码器以信号原理来分，有增量式编码器（SPC）和绝对式编码器（APC），顾名思义，绝对式编码器可以记录编码器在一个绝对坐标系上的位置，而增量式编码器可以输出编码器从预定义的起始位置发生的增量变化。
增量式编码器需要使用额外的电子设备（通常是PLC、计数器或变频器）以进行脉冲计数，并将脉冲数据转换为速度或运动数据，而绝对式编码器可产生能够识别绝对位置的数字信号。
综上所述，增量式编码器通常更适用于低性能的简单应用，而绝对式编码器则是更为复杂的关键应用的最佳选择--这些应用具有更高的速度和位置控制要求。
输出类型取决于具体应用。
一：增量式旋转编码器工作原理增量式旋转编码器通过两个光敏接收管来转化角度码盘的时序和相位关系，得到角度码盘角度位移量的增加（正方向）或减少（负方向）。
增量式旋转编码器的工作原理如下图所示。
图中A、B两点的间距为S2，分别对应两个光敏接收管，角度码盘的光栅间距分别为S0和S1。
当角度码盘匀速转动时，可知输出波形图中的S0：S1：S2比值与实际图的S0：S1：S2比值相同，同理，当角度码盘变速转动时，输出波形图中的S0：S1：S2比值与实际图的S0：S1：S2比值仍相同。
通过输出波形图可知每个运动周期的时序为：我们把当前的A、B输出值保存起来，与下一个到来的A、B输出值做比较，就可以得出角度码盘转动的方向，如果光栅格S0等于S1时，也就是S0和S1弧度夹角相同，且S2等于S0的1/2，那么可得到此次角度码盘运动位移角度为S0弧度夹角的1/2，再除以所用的时间，就得到此次角度码盘运动的角速度。
3.3.2旋转编码器解析
图3-10 编码器的安装方式 a)内装式 b)外装式 1-伺服电动机 2-编码器 由于增量式光电编码器每转过一个分辨角就发出一个脉冲信号，因此，根据脉冲的数量、 传动比及滚珠丝杠螺距即可得出移动部件的直线位移量。如某带光电编码器的 伺服电动机与滚珠丝杠直 联(传动比1：1)，光电编码器1024脉冲／r，丝杠螺距8mm，
由倍频前的0.004mm提高到0.001mm。 此外，在光电码盘的里圈里还有一条透光条纹C，用以每转产生一个脉冲， 该脉冲信号又 称一转信号或零标志脉冲，作为测量基准。 同样，该脉冲也以差动形式C、Ć输出。
2．绝对式旋转编码器
绝对式旋转编码器可直接将被测角用数字代码表示出来，且每一个角度位置均有对应的
相对变化，若电刷接触的是导电区域，则经电刷、码盘、电阻和电源形成回路，该回路
中的电阻上有电流流过，为“1”，反之，若电刷接触的是绝缘区域，则不能形成回路，
电阻上无电流流过，为“0”。由此可根据电刷的位置得到由“1”、“0”组成的4位二进制码 通过图3-8b可看出电刷位置与输出代码的对应关系。码道的圈数就是二进制的位数，且 高位在内，低位在外。由此可以推断出，若是n位二进制码盘，就有n圈码道，且圆周均 分2n等分，即共有2n个数据来分别表示其不同位置，所能分辨的角度为：
在数控系统伺服中断时间内计脉冲数 1024脉冲，则在该时间段里，工作台移动的距离
为1／1024r／脉冲ⅹ8mm／rⅹl024脉冲＝8mm。
旋转编码器 工作原理
旋转编码器工作原理
旋转编码器是一种用于测量旋转运动的传感器。
它由一个旋转轴和一个固定轴组成，轴上安装有一个光学或磁性编码盘。
编码盘上的刻度被分成许多等距的小格子，每个小格子代表一个角度单位。
当旋转轴旋转时，与之相连的编码盘也会跟着转动。
在旋转编码器中，还有一个光学或磁性传感器，用于读取编码盘上的刻度。
当旋转轴旋转时，编码盘上的刻度在传感器前面以一定的速度通过。
传感器会感知到刻度的变化，并将其转换成电信号。
电信号的频率或脉冲数与旋转轴旋转的速度或位置直接相关。
通过对电信号进行处理，我们可以获取到旋转轴的速度和位置信息。
通常，旋转编码器的输出是一个数字信号，可以传输给计算机或其他数字控制系统。
这些系统可以根据旋转编码器的信号来控制和监测旋转运动，从而实现各种应用，例如机器人控制、数控机床等。
总的来说，旋转编码器工作的原理是通过读取和转换编码盘上的刻度，将旋转运动转换成电信号。
通过对电信号的处理，可以获取到旋转轴的速度和位置信息，实现对旋转运动的控制和监测。
旋转编码器教学课件
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------旋转编码器教学课件旋转编码器编辑锁定旋转编码器是用来测量转速并配合PWM 技术可以实现快速调速的装置，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）。
分为单路输出和双路输出两种。
技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。
单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组 A/B 相位差 90 度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。
中文名旋转编码器外文名 Rotary Encoder 脉冲编码器SPC 绝对脉冲 APC 作用实现快速调速的装置齿轮组BESM58 目录 1. 1 基本简介 2. 2 形式分类 3. 3 工作原理 4.4 特点 1.5 信号输出 2.6 注意事项 3.7 原理特点 4.8 输出信号 1.9 常用术语 2. 10 安装事项 3. 11 应用旋转编码器基本简介编辑按信号的输出类型分为：电压输出、集电极开路输出、推拉互补输出和长线驱动输出。
旋转编码器形式分类编辑有轴型：有轴型又可分为夹紧法兰型、同步法兰型和伺服安装型等。
轴套型：1 / 15轴套型又可分为半空型、全空型和大口径型等。
器件图片(2 张) 以编码器工作原理可分为：光电式、磁电式和触点电刷式。
按码盘的刻孔方式不同分类编码器可分为增量式和绝对式两类。
增量式 BEN 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。
旋转编码器知识
旋转编码器知识一、旋转编码器的原理和特点：旋转编码器是集光机电技术于一体的速度位移传感器。
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。
其特点是体积小，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。
1、增量式编码器增量式编码器轴旋转时，有相应的相位输出。
其旋转方向的判别和脉冲数量的增减，需借助后部的判向电路和计数器来实现。
其计数起点可任意设定，并可实现多圈的无限累加和测量。
还可以把每转发出一个脉冲的Z信号，作为参考机械零位。
当脉冲已固定，而需要提高分辨率时，可利用带90度相位差A，B的两路信号，对原脉冲数进行倍频。
2、绝对值编码器绝对值编码器轴旋转器时，有与位置一一对应的代码（二进制，BCD 码等）输出，从代码大小的变更即可判别正反方向和位移所处的位置，而无需判向电路。
它有一个绝对零位代码，当停电或关机后再开机重新测量时，仍可准确地读出停电或关机位置地代码，并准确地找到零位代码。
一般情况下绝对值编码器的测量范围为0～360度，但特殊型号也可实现多圈测量。
3、正弦波编码器正弦波编码器也属于增量式编码器，主要的区别在于输出信号是正弦波模拟量信号，而不是数字量信号。
它的出现主要是为了满足电气领域的需要－用作电动机的反馈检测元件。
在与其它系统相比的基础上，人们需要提高动态特性时可以采用这种编码器。
为了保证良好的电机控制性能，编码器的反馈信号必须能够提供大量的脉冲，尤其是在转速很低的时候，采用传统的增量式编码器产生大量的脉冲，从许多方面来看都有问题，当电机高速旋转（6000rpm）时，传输和处理数字信号是困难的。
在这种情况下，处理给伺服电机的信号所需带宽（例如编码器每转脉冲为10000）将很容易地超过MHz门限；而另一方面采用模拟信号大大减少了上述麻烦，并有能力模拟编码器的大量脉冲。
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概述
5
概
述
编码器（encoder）在工业领域中，是指将位移转换成数字信号的传感器设备。编码器用于检测机械运动的速 度、位置、角度、距离或计数，把角位移或直线位移转换成电信号。编码器特别是旋转编码器被广泛应用于 机床、材料加工、电机反馈系统以及测量和控制设备等，如伺服电机需要配备编码器实现换相、速度及位置 检测。
旋转编码器概述
1
目
录
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概述
01
增量式编码器
02TS
03 多圈16位通讯式编码器
04
旋转变压器
05
17位磁电编码器
06
机械式绝对值编码器
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
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02 单圈20位通讯式编码器 （光电式）
电机型号：SMH-0005-30JAK-4LKU SMS-0005-30JAK-3LKU
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单圈20位通讯式编码器
轴旋转时，有与位置一一对应的代码（二进制，BCD码等）输出，从代码大小的变更即可判别正反方向和位 移所处的位置，而无需判向电路。绝对值旋转编码器有一个绝对零位代码，当停电或关机后再开机重新测量 时，仍可准确地读出停电或关机位置地代码，并准确地找到零位代码。一般情况下单圈20位通讯式编码器的 测量范围为0～360度，可当做高精度“增量式”编码器使用。
优势：原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，可靠性高，适合于长距离传输。 劣势：只能输出相对位置，不能输出轴的绝对位置，断电数据丢失。 适用行业：重载行业：极端恶劣的环境下可以抵御湿气，高温，震动及冲击，例如造纸，冶金和木工机械
一般工业：一般工业环境，符合标准的IP等级 轻载/伺服：高精度的机器人控制，电子半导体行业。
编码器有很多种，根据其刻度方法及信号输出原理，可分为增量编码器、绝对值编码器以及混合式三种，对 于绝对值型编码器，还可再细分为单圈绝对值编码器和多圈绝对值编码器。
根据检测原理，编码器可分为光电编码器、磁性编码器，以及感应式和电容式。
6
概述——常见编码器分类
根据检测原理分类 磁电编码器
旋转变压器 （感应式）
9
概述——常见编码器特点
绝对值编码器 绝对式编码器的差别就像时钟。绝对式编码器会持续不断发送当前位置信息，就像时钟会告诉你当前时间一样。 优势：无需记忆、无需找参考点、抗干扰特性、数据的可靠性、更高的分辨率、快速启动速度、多轴的精确运 动控制、多种通信协议。 劣势：安装调试难度偏高。 适用场合：绝对值编码器超高的精度有利于提升系统的整体性能，广泛应用于CNC，医疗及机器人行业。
磁性编码器 优势：结构简单、抗恶劣环境、响应频率宽、易实现绝对位置输出、较低成本。 劣势：精度要求不能过高。
二者对比，我们需要考虑一个问题：究竟是光电编码器的精度和分辨率对我们的系统更重要，还是磁性编码 器的可靠性更重要。
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概述——常见编码器特点
增量式编码器 增量式编码器就像秒表，秒表测量开始到结束所经过的增量时间，好比增量式编码器针对移动量产生一定数量 的脉冲。如果你知道计时开始时的确切时间，就能通过与经过时间相加得到计时停止时的时间。对于位置控制， 将已知的起始位置加上增加的脉冲数即可测出当前位置。
13
2500PPR增量式编码器
当需要更高的分辨率时，计数器可以对来自一个通道的脉冲序列的上升沿和下降沿都进行计数，这样就 能为每圈或每英寸的运动输出2倍 (x2) 的脉冲数。对来自两个通道的上升和下降沿都进行计数则可获得 4倍的分辨率。
一个周期只有一个脉冲
一个周期有四个脉冲
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关于省线式编码器
省线式编码器（与2500ppr增量式编码器对比），顾名 思义，少了U、V、W、/U、/V、/W共6根线。这种编 码器在最初上电的几毫秒内会输出U、V、W信号，然 后自动切换为输出A、B、Z信号。所以我们可以根据编 码器上电的时间来确定信号是U、V、W信号还是A、B、 Z信号。不仅如此，我们还可以通过U、V、W信号来确 定电机的初始励磁角度。因此，即使在给驱动器上电的 时候电机在转动（转速可达3000rpm甚至更高），我 们也可以得到所需要的信息并正确地驱动电机运转。
10
概
述
编码器分辨率:“20位”指一圈内有220个脉冲发生，“2500PPR”指一圈内有2500个脉冲发生。单圈内脉冲 数越多，编码器分辨率越高，但不代表精度越高。
精度高
精度低
分辨率高
分辨率低
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01 2500PPR增量式光电编码器
电机型号：SMH-0020-30AAK-3LKH SMC-0020-30EAK-3LKH
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2500PPR增量式编码器
增量编码器轴旋转时，有相应的相位输出。其旋转方向的判别和脉冲数量的增减，需借助后部的判向电路和计 数器来实现。其计数起点可任意设定，并可实现多圈的无限累加和测量。还可以把每转发出一个脉冲的Z信号， 作为参考机械零位。旋转码盘上刻有节距相等的辐射状透光狭缝，相邻两个透光缝隙之间代表一个增量周期； 检测光栅上刻有A、B 两组与码盘相对应的透光缝隙，用以通过或阻挡光源和光电检测器件之间的光线。它们 的节距和码盘上的节距相等，并且两组透光缝隙错开1/4 节距，使得光电检测器件输出的A、B相信号在相位 上相差90°，输出波形如下图。
光电编码器
根据单圈内脉冲个数分类（分辨率） 2500PPR编码器
20位编码器
根据位置信号的性质分类
增量式编码器
绝对值编码器
线性编码器
根据结构分类
旋转编码器
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概述——常见编码器特点
光电编码器 优势：体积小，精密，本身分辨度可以很高，无接触无磨损；寿命长，安装简便，接口形式丰富，价格合理。 同一品种既可检测角度位移，又可在机械转换装置帮助下检测直线位移；多圈光电绝对编码器可以检测相当 长量程的直线位移。 劣势：对户外及恶劣环境下使用提出较高的防护要求；测量直线位移需依赖机械装置转换，需消除机械间隙 带来的误差；检测轨道运行物体易导致滑差。