编码器的分类

编码器的分类

编码器的定义:

编码器(encoder)是一种用于运动控制的传感器。它利用光电、电磁、电容或电感等感应原理，检测物体的机械位置及其变化，并将此信息转换为电信号后输出，作为运动控制的反馈，传递给各种运动控制装置。

编码器的用途:

编码器被广泛应用于需要精准确定位置及速度的场合，如机床、机器人、电机反馈系统以及测量和控制设备等。

编码器的分类:

编码器的分类概览

1、按照机械结构形式，编码器可以分为旋转编码器(rotary encoder)和线性编码器(linear encoder)。

·旋转编码器的应用最为广泛，主要用于测量机械设备的角度、速度或者电机的转速。

·线性编码器主要用于测量线性位移，又可以分为拉线编码器(wire draw encoder)和直线编码器(line encoder)两类。

·拉线编码器是拉线盒(wire draw mechanism)与旋转编码器的机械组合，通过拉线盒这种机械装置将机械设备的直线运动转化为圆周运动，从而可以使用旋转编码器进行测量线性位移。

·直线编码器通常由阅读器(reader)和测量标尺(measuring ruler)组成，通过检测阅读器与测量标尺之间的相对位置，从而计算出机械位置及其变化。

2、按照电气输出形式，编码器可以分为增量型编码器(incremental encoder)和绝对值型编码器(absolute encoder)。

·增量型编码器的输出为周期性重复的信号，如方波或者正弦波脉冲。因此，可以分为方波增量型编码器和正余弦波增量型编码器。

(1) 方波增量型编码器是最常用的编码器之一，通过计算方波脉冲的数量和频率得出长度和速度。方波增量型编码器有电压型输出，如TTL（也称长线驱动、线驱动或RS422）和HTL（也称推挽输出或推拉输出）等，和开关型输出，如NPN 开路集电极输出和PNP开路集电极输出。

(2)正余弦波增量型编码器的输出一般为1Vpp或者0.5Vpp的正弦波和余弦波，通过计算正余弦的幅值可以精确的细分出微小的角度。

·绝对值型编码器的输出则是代表着实际位置的特定的数字编码，不同的编码规则对应着不同的通信协议，也就是我们通常说的通信接口。

绝对值型编码器常见的的通信接口有：

(1)模拟量（如，4-20mA电流型输出和0-10V电压型输出等）

(2)并行口（如推挽输出和开路集电极输出等，每根线芯代表着二进制的一位数字）

(3)串行口（如RS485，RS232, RS422等）

(4)工业总线接口（如SSI, PROFIBUS, DeviceNet, CANOpen等）

(5)工业以太网接口等（如PROFINET, Ethernet IP, EtherCAT, POWERLINK等）绝对值型编码器包含单圈绝对值型编码器(Single-turn absolute encoder)和多圈绝对值型编码器(Muliti-turn absolute encoder)。单圈绝对值型编码器可以

确定一圈范围以内的角度，而多圈绝对值型编码器除了确定一圈范围以内的角度以外，还可以确定圈数。

3、按照检测工作原理，编码器可分为光电编码器、磁性编码器以及电感式编码器和电容式编码器，等等。

·光电编码器采用光学检测原理，一般检测精度相对较高，但

在户外及恶劣环境下使用时需要较高的防护要求，并且不适宜

在凝露的环境中使用。

·磁性编码器采用磁阻或者霍尔元件对磁性材料的角度或者位

移值进行测量。同光学检测原理相比，磁电式检测原理具有抗

振动、抗污染等特点，可应用于传统的光电编码器不能适应的

领域。

4、按照机械安装方式，编码器还可分为实心轴型和空心轴型，其中空心轴型又可分为盲孔型和通孔型。用于伺服反馈的编码器还常见锥孔型和锥轴型等安装形式。

5、按照适用环境，编码器可以还分为一般工业型，重载型和防爆型等。