光电编码器分类和选择
光电编码器分类及作用
光电编码器分类及作用光电编码器是一种通过光电转换将输出轴的机械几何位移量转换为脉冲或数字量的传感器，主要由光源、码盘、光学系统及电路4部分组成，光电编码器主要有增量式编码器、绝对式编码器、混合式绝对值编码器、旋转变压器、正余弦伺服电机编码器等，其中增量式编码器、绝对式编码器、混合式绝对值编码器属于数字量编码器，旋转变压器、正余弦伺服电机编码器属于模拟量编码器．一、增量式编码器增量式编码器可以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，通过计数设备来知道其位置．增量式光电编码器的特点是每产生一个输出脉冲信号就对应于一个增量位移，但是不能通过输出脉冲区别出在哪个位置上的增量。
它能够产生与位移增量等值的脉冲信号，其作用是提供一种对连续位移量离散化或增量化以及位移变化（速度）的传感方法，它是相对于某个基准点的相对位置增量，不能够直接检测出轴的绝对位置信息。
一般来说，增量式光电编码器输出A、B 两相互差90°电度角的脉冲信号（即所谓的两组正交输出信号），从而可方便地判断出旋转方向。
同时还有用作参考零位的Z 相标志（指示）脉冲信号，码盘每旋转一周，只发出一个标志信号。
标志脉冲通常用来指示机械位置或对积累量清零。
二、绝对式编码器绝对式编码器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。
其位置是由输出代码的读数确定的。
当电源断开时，绝对型编码器并不与实际的位置分离。
重新上电时，位置读数仍是当前的。
绝对编码器能够直接进行数字量大的输出，在码盘上会有若干的码道，码道数就是二进制位数。
在每条码道上都会由透光与不透光的扇形区域组成，通过采用光电传感器对信号进行采集。
在码盘两侧分别设置有光源和光敏元件，这样光敏元件则能够根据是否接受到光信号进行电平的转换，输出二进制数。
并且在不同位置输出不同的数字码。
从而可以检测绝对位置。
但是分辨率是由二进制的位数来决定的，也就是说精度取决于位数。
光电编码器分类和选择
绝对式编码器有与位置相对应的代码输出，通常为二进制码或BCD码。从代码数大小的变化可以判别正反方向和位移所处的位置，绝对零位代码还可以用于停电位置记忆。绝对式编码器的测量范围常规为0—360度。
增量型旋转编码器
轴的每圈转动，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。
从单圈绝对值编码器到多圈绝对值编码器
单圈绝对值编码器，以转动中测量光电码盘各道刻线，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，称为单圈绝对值编码器。要测量旋转超过360度范围，就要用到多圈绝对值编码器。
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，它同样是每个位置编码唯一不重复的，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，而大大简化了输出、串行输出、总线型输出、变送一体型输出等，单圈低位数的编码器一般用并行信号输出，而高位数的和多圈的编码器输出信号不用并行信号（并行信号连接线多，易错码易损坏），一般为串行或总线型输出。其中串行最常用的是时钟同步串联信号（SSI）；总线型最常用的是PROFIBUS-DP型，其他的还有DeviceNet, CAN, Interbus, CC-link等；变送一体型输出使用方便，但精度有所牺牲。
光电编码器型号参数的含义
光电编码器型号参数的含义引言光电编码器是一种常见的测量和控制设备，用于将机械运动转换为数字信号。
它通过光电传感器和编码盘的组合工作，提供了高精度和高速度的位置和速度反馈。
光电编码器的性能取决于其型号参数的选择和配置。
本文将深入探讨光电编码器型号参数的含义及其对性能的影响。
分辨率分辨率是光电编码器的最基本参数之一，它表示了编码器能够识别的最小运动量。
分辨率通常以每个转动周期的脉冲数表示，也称为线数。
较高的分辨率意味着更准确的位置和速度测量。
典型的分辨率值从几个线到几千线不等，可根据具体应用要求进行选择。
脉冲输出类型光电编码器的脉冲输出类型有两种，分别是两相输出和三相输出。
两相输出提供了A相和B相两个信号，可以实现正交编码和方向检测。
三相输出除了A相和B相信号外，还提供了一个Z相信号，用于实现零点检测。
选择适当的脉冲输出类型对于特定应用的准确性和可靠性都至关重要。
工作电压工作电压是光电编码器可以接受的电源电压范围。
选择适当的工作电压对于设备的正常运行至关重要。
通常，光电编码器的工作电压范围在5V至24V之间，具体数值可根据应用的需求进行选择。
最大输出频率最大输出频率表示光电编码器能够提供的脉冲信号的最高频率。
频率越高，设备响应速度越快。
典型的最大输出频率在几十kHz至上百kHz范围内。
根据应用的要求，选择适当的最大输出频率可以保证光电编码器在高速运动下的稳定性和准确性。
环境温度范围光电编码器在工作环境中可能会受到温度的影响。
环境温度范围指的是光电编码器能够正常工作的温度范围。
选择适当的环境温度范围对于在极端温度条件下保证设备的可靠性非常重要。
典型的环境温度范围通常在-40°C至85°C之间。
输出信号类型光电编码器的输出信号类型有两种常见的选择，分别是反相输出和非反相输出。
反相输出意味着信号的电平与光电编码器的输入电压正好相反，常用于特殊接口电路的需求。
非反相输出则与输入电压相同。
光电编码器的分类及它们的特点介绍
光电编码器的分类及它们的特点介绍
光电编码器是集光、机、电技术于一体的数字化传感器，可以高精度测量被测物的转角或直线位移量，是目前应用最多的传感器。
信号输出原理图
光电编码器的分类
光电编码器按测量方式的分为旋转编码器和直尺编码器，按编码方式的分为绝对式编码器、增量式编码器和混合式编码器。
旋转编码器：通过测量被测物体的旋转角度并将测量到的旋转角度转化为脉冲电信号输出。
直尺编码器：通过测量被测物体的直线行程长度并将测量到的行程长度转化为脉冲电信号输出。
绝对式旋转编码器
用光信号扫描分度盘(分度盘与传动轴相联)上的格雷码刻度盘以确定被测物的绝对位置值，然后将检测到的格雷码数据转换为电信号以脉冲的形式输出测量的位移量。
特点：
1.在一个检测周期内对不同的角度有不同的格雷码编码，因此编码器输出的位置数据是唯一的;
2.因使用机械连接的方式，在掉电时编码器的位置不会改变，上电后立即可以取得当前位置数据;
3.检测到的数据为格雷码，因此不存在模拟量信号的检测误差。
增量式旋转编码器。
光电式编码器
通常数控机床的机械原点与各铀的脉冲编码器发出Z相脉冲的位置
是一致的。
光源
码盘
光电元件
Z 零位脉冲 A 增量脉冲 B辨向脉冲
图6.30 增量式编码器的结构图
（2）绝对式编码器
1）码制和码盘 码盘按其所用码制可分为:二进制、循环码(葛莱码)、十进
绝对式编码器图案不均匀，几位编码器其码盘上就有几位码 道，在编码器的相应位置都可输出对应的数字码，在码盘运动过 程中读取这些代码，即能实时测得坐标的变化。这种方法的优点 是坐标固定与测量以前状态无关，不需起动时的位置重合，抗干 扰能力强，无累积误差，具有断电位置保持，在不读数的范围内 移动速度可超越极限响应速度，不需要方向判别和可逆计数，信 号并行传送等。缺点是结构复杂、价格高，为提高分辨率需要提 高码道数目或者使用减速齿轮机构组成双码盘机构，将任意位置 取作零位时需进行一定的运算。
2．光电式编码器的接口与安装使用注意事项
（1）机械方面
编码器轴与用户端输出轴之间通过联轴节连接如下图所示， 避免因用户轴的串动、跳动，造成编码器轴系和码盘的损坏。应 保证编码器轴与用户轴的不同轴度＜0.2mm，与轴线的偏角＜1.5o 安装时严禁敲击和摔打碰撞，以免损坏轴系和码盘。 (2）电气方面
编码器的输出线不能与动力线等绕在一起或同一管道传输， 也不宜在配电盘附近使用，配线时采用屏蔽电缆，可以参照下图 进行配线。
增量式编码器图案和光脉冲信号均匀，可将任意位置作为基 准点，从该点开始按一定的量化单位检测位移或转角，计量脉冲 数即可折算为位移或转角。该方法因无确定的对应测量点，一旦 停电则失掉当前位置，且速度不可超越计数器极限响应速度，此 外由于噪声影响可能造成计数积累误差。优点是其的零点可任意 预置，且测量速度仅受计数器容量限制。
光电编码器的类别
光电编码器的类别光电编码器是一种用于测量旋转角度和线性位移的传感器。
它的工作原理是利用光电传感器通过光电效应将旋转角度或者线性位移转化成电信号，从而实现跟踪和监测系统的运动。
由于其高精度、高速度和耐用性等特点，光电编码器被广泛应用于各种工业和科学领域。
本文将介绍光电编码器的基本类型和应用。
基本类型光电编码器可以根据测量方式、安装方式和输出类型等分类。
下面是一些常见的光电编码器类型：旋转式光电编码器旋转式光电编码器包括绝对式和增量式两类。
绝对式光电编码器能够精准地测量轴承物体的绝对旋转位置和速度。
它通常使用在需要精确控制的系统中，例如机器人、石油勘探、医学成像和空间导航等。
而增量式光电编码器只能测量物体的相对位移和速度。
它通常使用在电机、机器等设备上，也经常应用于工件的编码和位置确认。
线性光电编码器线性光电编码器常被用于切割、雕刻、钻孔、加工和绘图等需要测量线性位移的应用中。
线性光电编码器通常分为两类：回归类型和非回归类型。
回归类型的线性光电编码器可以直接测量位置，因此在定位准确性上比非回归类型的精度更高。
而非回归类型的线性光电编码器则更适合于需要快速响应和迅速反应的动态应用。
输出方式光电编码器的输出方式通常分为开关信号、模拟信号和数字信号等。
开关信号通常被用于开关或者导向控制，模拟信号通常被用于控制系统中的电压、电流等参数，而数字信号通常用于数字系统中的数据输入和输出。
应用领域光电编码器广泛应用于各种各样的工业和科学领域，它的应用范围包括以下几个方面：机器人光电编码器可以测量机器人的各个关节上的位置和速度，从而实现机器人的精确控制和操作，例如自动化生产线等。
飞行器光电编码器可以通过精确测量空气动力学的参数来帮助飞行器保持平稳的运行和航线控制。
医疗设备光电编码器常被用于定位和跟踪医疗设备的运动，例如CT扫描仪、磁共振成像、放疗机等。
石油勘探光电编码器可以测量地震勘探设备的旋转角度和线性位移，从而帮助地质学家更准确地研究岩层构造。
小型绝对式光电编码器原理及实现
一、概述1. 光电编码器在工业自动化领域发挥着重要作用2. 小型绝对式光电编码器具有高精度、高分辨率等优点3. 本文旨在介绍小型绝对式光电编码器的原理和实现方法二、光电编码器的分类1. 根据工作原理可分为绝对式和增量式光电编码器2. 小型绝对式光电编码器在工业设备的位置检测和运动控制中应用广泛3. 绝对式光电编码器具有即时读取绝对位置信息的优势三、小型绝对式光电编码器的原理1. 光电编码器由光源、光栅、检测器等部分组成2. 通过光源发出光线，经过光栅隔开，最终被检测器检测3. 光栅的设计和排列方式决定了编码器的工作原理和精度4. 小型绝对式光电编码器通过在光栅上加入不同编码规律的方式，实现了对绝对位置信息的准确解读四、小型绝对式光电编码器的实现1. 采用微型化的光栅设计和制造工艺2. 使用高灵敏度的检测器和信号处理电路3. 结合先进的芯片技术，实现对绝对位置信息的精准读取4. 小型绝对式光电编码器的实现不仅在硬件设计上有所突破，还在软件算法方面进行了优化五、小型绝对式光电编码器的应用1. 在精密仪器设备中的位置检测和控制2. 在机械臂、自动化生产线等领域的运动控制3. 在航天航空、医疗器械等高端领域的应用六、小型绝对式光电编码器的发展趋势1. 微型化、集成化是未来的发展方向2. 智能化、多功能化是未来的发展趋势3. 根据市场需求，同时提高性能和降低成本七、总结1. 小型绝对式光电编码器在工业自动化领域具有重要意义2. 原理和实现方法的介绍可帮助工程师更好地理解和应用该技术3. 未来，小型绝对式光电编码器将在微型化、智能化等方面继续取得突破性进展八、参考文献1. XXX.（年份）《光电编码器原理与应用》. 我国机械工业出版社2. XXX.（年份）《光电编码器技术手册》. 机械工业出版社3. XXX.（年份）《光电编码器在工业自动化中的应用》. 自动化技术杂志以上是一篇关于小型绝对式光电编码器原理及实现的文章，希望对您有所帮助。
光电编码器分类
光电编码器分类
光电编码器分类
光电编码器主要有增量式编码器、绝对式编码器、混合式绝对值编码器、旋转变压器、正余弦伺服电机编码器等，其中增量式编码器、绝对式编码器、混合式绝对值编码器属于数字量编码器，旋转变压器、正余弦伺服电机编码器属于模拟量编码器。
一、增量式编码器
增量式编码器可以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，通过计数设备来知道其位置．增量式光电编码器的特点是每产生一个输出脉冲信号就对应于一个增量位移，但是不能通过输出脉冲区别出在哪个位置上的增量。
它能够产生与位移增量等值的脉冲信号，其作用是提供一种对连续位移量离散化或增量化以及位移变化（速度）的传感方法，它是相对于某个基准点的相对位置增量，不能够直接检测出轴的绝对位置信息。
一般来说，增量式光电编码器输出A、B两相互差90°电度角的脉冲信号（即所谓的两组正交输出信号），从而可方便地判断出旋转方向。
同时还有用。
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光电编码器分类和选择
编码器Encoder为传感器(Sensor)类的一种，主要用来侦测机械运动的速度、位置、角度、距离或计数，除了应用在产业机械外，许多的马达控制如伺服马达、BLDC伺服马达均需配备编码器以供马达控制器作为换相、速度及位置的检出所以应用范围相当广泛。
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，分为增量式编码器和绝对式编码器。
光电编码器是利用光栅衍射原理实现位移—数字变换的，从50年代开始应用于机床和计算仪器，因其结构简单、计量精度高、寿命长等优点，在国内外受到重视和推广，在精密定位、速度、长度、加速度、振动等方面得到广泛的应用。
a.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。
b. 绝对式编码器特点
绝对式编码器有与位置相对应的代码输出，通常为二进制码或 BCD 码。
从代码数大小的变化可以判别正反方向和位移所处的位置，绝对零位代码还可以用于停电位置记忆。
绝对式编
码器的测量范围常规为 0—360 度。
增量型旋转编码器
轴的每圈转动，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。
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，而且能幸，J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。
增量型→绝对型编码器
旋转增量值编码器以转动时输出脉冲，通过计数设备来计算其位置，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，计数设备计算并记忆的
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。
在工控中就有每次操作先找参考点，开机
找零等方法。
这样的方法对有些工控项目比较麻烦，甚至不允许开机找零（开机后就要知道准确位置），有一些工况也不允许使用中因干扰影响而产生位置错误，于是就有了绝对编码器的出
现。
绝对值旋转编码器光码盘上有许多道光通道刻线，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。
这样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响，由于绝对值编码器由机械位置决定的每个位置是唯一的，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
从单圈绝对值编码器到多圈绝对值编码器
单圈绝对值编码器，以转动中测量光电码盘各道刻线，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，称为单圈绝对值编码器。
要测量旋转超过360度范围，就要用到
多圈绝对值编码器。
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，它同样是每个位置编码唯一不重复的，
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。
绝对值编码器的信号输出
绝对值编码器信号输出有并行输出、串行输出、总线型输出、变送一体型输出等，单圈
低位数的编码器一般用并行信号输出，而高位数的和多圈的编码器输出信号不用并行信号（并行信号连接线多，易错码易损坏），一般为串行或总线型输出。
其中串行最常用的是时钟同步串联信号（SSI）；总线型最常用的是PROFIBUS-DP型，其他的还有DeviceNet, CAN, Interbus, CC-link等；变送一体型输出使用方便，但精度有所牺牲。